Расчётные значения sH используем для выбора поверхностного и объёмного упрочнения зубьев шестерен и колёс, учитывая соотношение

[s _{H lim} ]= s _{H lim} Z_H Z_N / [ s_H ], (16)

где где [ S_H ] – коэффициент запаса, принимаем [ S_H ] = 1,2;

s _{H lim} Z_N Z_H – расчётный предел контактной выносливости зубьев данной передачи;

Z_H – комплексный коэффициент, учитывающий отличие условий от регламентированных при испытании; Z_N – коэффициент долговечности.

[s _{H lim}] = s _Н [ s_H ] = 883*1,2 = 1060 МПа.

Выбираем улучшение и закалку ТВЧ по контуру зуба, твердость зубьев на поверхности 54 HRC, твердость сердцевины 28 HRC [[4], табл. 20].

s _{H lim} = 17*54 = 918 МПа.

Z_N1 = (N_GH / N_H1)^1/6 = (N_GH /60 ncL_h)^1/6 = (110*10⁶/60*55*1*7000)^1/6 = 1,30

Z_N2 = (110*10⁶/60*195,25*1*7000)^1/6 = 1,05

[s _H ]₁ = (918/1,2)*1,3 = 994 МПа

[s _H ]₂ = (918/1,2)*1,05 = 803 МПа

[s _H ] = ˃ s _H - условие контактной прочноcти выполняется.

4.3. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

ПО КРИТЕРИЮ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЗУБЬЕВ

Проверочный расчёт зубьев косозубых передач выполняется по критерию изгибной усталостной прочности зубьев:

s _F = 2 Т Y_FS (К_F Y _b Y _e)/ (m d b) £ [s _F ], (17)

где Т – момент, передаваемый данным зубчатым колесом;

Лист  

Y_FS – коэффициент формы зуба; назначается по эквивалентному числу зубьев данного зубчатого колеса:

z _v1 = z₁ / cos ³ b = 19/0,92625³ = 23,9;

z _v2 = z ₂/ cos ³ b = 68/0,92625³ = 85,6;

Y_FS = 4,05; Y_FS2 = 3,72 [[4], рис.11].

К_F = К_А К_{F u} К_{F b} К_{F a .} – коэффициент расчётной нагрузки; (18)

Коэффициент К_{F u}учитывает влияние динамических перегрузок, возникающих из-за неточности зубчатых колёс, примем К_{F u} = 1,03 [[4], табл. 21].

Коэффициен т К_{F b}учитывает влияние неравномерности распределения напряжений по ширине зубчатого венца. Подобно коэффициенту К_{Н b}коэффициент К_{F b}зависит от схемы расположения зубчатых колёс редуктора. Значение этого коэффициента можно определить по формуле:

К_{F b} = 0,18 + 0,82 К ⁰ _{Н b} = 0,18+0,82*1,2 = 1,164.

Коэффициент К_{F a .} учитывает влияние погрешностей изготовления зубчатой пары на распределение нагрузки между зубьями, принимаем К_{F a} = 1,45.

Коэффициент Y _b учитывает влияние наклона зубьев и определяется по формуле:

Y _b = 1 – e_b = 1-1,5*(22,142395/120) = 0,723.

Коэффициент Y _e учитывает влияние перекрытия зубьев. Для косозубых передач при e_b ³ 1 значение Y _e = 1/e_a = 1/1,5418 = 0,649.

s _F1 =

s _F2 =

Допускаемое напряжение при расчёте зубьев на усталость;

[s _F ] = s _{F lim} Y_F Y_N /[ s_F ], (19)

где s _{F lim} – предел выносливости зубьев;

[ s_F ] – нормативный коэффициент запаса усталостной прочности зубьев, [ s_F ] = 1,8 [[4], табл. 20].

Коэффициент долговечности Y_N = 1.

Комплексный коэффициент

Y_F = Y_z Y_A, (20)

где Y_z – коэффициент способа получения заготовки зубчатого колеса; для поковок и штамповок Y_z = 1; для проката Y_z = 0,9; для литых Y_z = 0,8;

Y_A – коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки; принимается Y_A = 1при одностороннем приложении нагрузки и Y_A = 0,7... 0,8при реверсивной нагрузке (большие значения при твёрдости более 350 НВ).

Лист  

Y_F1 = 0,8*0,8 = 0,64

Y_F2 = 0,8*0,9 = 0,72

[s _F ]₁ = ˃ s _F1 = 238 МПа

[s _F ]₂ = ˃ s _F1 = 216 МПа

Условие изгибной усталостной прочности зубьев выполняется.

где согласно e_b= b sinb/(p m cosa) = 0,052× sin14°40’/(3,14× 0,004× cos20°) = 1,12.

При e_b ³ 1 коэффициент Y _e = 1/e_a = 0,59.

Для шестерни при z ₁ = 21 и х = 0 коэффициент Y _FS = 4,1.

Значение s _{F 1} = 2× (4000/3,143)× 4,1× 1,64× 0,86× 0,59 /(0,0869× 0,052× 0,004) = 480 МПа» [s _F ] = 483 МПа. Условие изгибной усталостной прочности зубьев выполняется.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов – М.: Высш. шк., 2005. – 408 с.

2. Жуков В.А. Детали машин и основы конструирования: Основы расчёта и проектирования соединений и передач: Учеб.пособие – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 417 с.

3. Детали машин. Справочные материалы по проектированию /Сост. Ю.Н. Макаров, В.И. Егоров, А.А. Ашейчик, Р.Д. Макарова – СПб.: Изд-во Гос. техн.ун-та, 1995. – 76 с. (находится в зале курсового проектирования кафедры МиДМ).

4. В.А. Жуков, Тарасенко Е.А. Детали машин и основы конструирования: учеб. пособие по курсовому проектированию – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 44 с.

Дата добавления: 2015-09-05