Расчет зубчатых колес редуктора. Выбираем материалы со средними механическими характеристиками: для шестерни – сталь

Выбираем материалы со средними механическими характеристиками: для шестерни – сталь 40X, термическая обработка –улучшение, твердость 270 НВ; для колеса сталь 40X, термическая обработка – улучшение, твердость 245 НВ.

Допускаемое контактное напряжение, ,Мпа, вычисляют по формуле

, (11)

где – допускаемое контактное напряжение, МПа;

– предел контактной выносливости при базовом числе циклов, принимаем , [ 1, таблица 3.2 ];

– коэффициент долговечности, принимаем = 1; [1, с. 341];

– коэффициент безопасности, принимаем = 1,15; [1,с. 341].

Определяем допускаемое контактное напряжение шестерни и колеса:

= МПа;

Внешний делительный диаметр колеса, dе2, мм, вычисляют по формуле

, (12)

где Кd-коэффициент для прямозубой передачи, Кd=99, [1,с. 49];

К HB - коэффициент при консольном расположении шестерни,

КHB =1,35[1,с.39];

bRе- коэффициент ширины венца по отношению к внешнему ко конусному расстоянию, bRе =0,285, [1,с.49];

мм,

Принимаем ближайшее стандартное значение dе2= 250 мм;

Принимаем число зубьев шестерни z 1=25

Число зубьев колеса, z2, вычисляют по формуле

,(13)

Принимаем z 2=101;

(14)

Отклонение от заданного %, что меньше установленных ГОСТ 12289-76 3%

Внешний окружной модуль, mе, мм, вычисляют по формуле

(15)

Окружной модуль принимаем mе=2,5,[1,с.36];

Уточненное значение внешнего делительного диаметра

(16)

Отклонение от стандартного значения составляет %,

что менше допустимого 2 %.

Углы делительных конусов

ctg δ1 = u = 4,04; δ1 =

δ2 = -δ1 = (17)

Внешнее конусное расстояние, Rе, мм, вычисляют по формуле

Rе = 0,5 мм (18)

Длину зуба,b, мм, вычисляют по формуле

мм (19)

Принимаем b =38 мм

Внешний делительный диаметр шестерни, dе1, мм, вычисляют по формуле

dе1 = мм (20)

Средний делительный диаметр шестерни, d, мм, вычисляют по формуле

δ1=

мм (21)

Внешние диаметры шестерни и колес, по вершинам зубьев, dае1, dае2, мм,

вычисляют по формулам

dае1 = dе1 + δ1 = 62,5 + 2 мм (22)

dае2 = dе2 + δ2 = 252,5 + мм (23)

Средний окружной модуль, m, мм, вычисляют по формуле

мм (24)

Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру, ,вычисляют по формуле

(25)

Среднюю окружную скорость колес, , м/с, вычисляют по формуле

м/с (26)

Для проверки контактных напряжений коэффициент нагрузки, КH, вычисляют по формуле

, (27)

где =1,23 - коэффициент учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, [1,таблица 3.5];

= 1– коэффициент учитывающий неравномерность распреде- ления нагрузки между прямыми зубьями, [1,таблица 3.4];

=1,05 – коэффициент учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, для прямозубых колес, [1, c.40];

Проверяем контактное напряжение, , по формуле

(28)

условие прочности выполнено.

Окружную силу в зацеплении, F1, H, вычисляют по формуле

H. (29)

Радиальную силу для шестерни, Fr1, H, равную осевой для колеса, вычисляют по формуле

H. (30)

Осевую силу для шестерни, Fа1, H, равную радиальной для колеса, вычисляют по формуле

H. (31)

Проверку зубьев выносливость по напряжениям изгиба, ,проводят по формуле

, (32)

где - коэффициент нагрузки;

- коэффициент, учитывающий форму зуба, выбирают в зависимости от эквивалентных чисел зубьев;

-допускаемое напряжение, =250 МПа.

Коэффициент нагрузки, КF, вычисляют по формуле

(33)

где - коэффициент зависящий от твердости рабочих поверхностей зубьев, = 1,38, [1, с.43];

- коэффициент зависящий от значения окружной скорости = 1,45, [1, 43];

Эквивалентное число зубьев для шестерни, , вычисляют по формуле

(34)

=3,88, [1, с.42];

Эквиваленту число зубьев для колеса, , вычисляют по формуле

(35)

=3,60, [1, с.42];

.Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжению изгиба, , МПа,вычисляют по формуле

(36)

где ,[1, с.45];

Для шестерни

МПа (37)

Для колеса

МПа (38)

Коэффициент запаса прочности, [SF], вычисляют по формуле

(39)

где =1,75, [1,с.45];

=1, [1, c.45].

Допускаемое напряжение при расчете зубьев на выносливость:

- для шестерни

МПа

- для колеса

МПа

Для шестерни отношение МПа

Для колеса отношение МПа

Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, так как полученное отношение для него меньше

МПа МПа,

Условие прочности выполнено

Дата добавления: 2015-07-26