Расчет открытой цилиндрической передачи

 

Индексы валов привода, которые предложены в кинематическом расчете, поменяем следующем образом, вал, который является быстроходным в передаче, будет иметь индекс «1», а тихоходный – индекс «2», это связано с удобством ведения расчета.

Открытые зубчатые передачи не рассчитываются на выносливость поверхностей зубьев по контактным напряжениям, так как в этих передачах процесс абразивного износа поверхностей зубьев происходит быстрее, чем процесс их выкрашивания от возникающих в поверхностных слоях материала переменных контактных напряжений. Расчет открытой цилиндрической передачи проведем по методики предложенной /3/ с рекомендациями по расчету открытых зубчатых передач /4/.

 

Материалы зубчатых колес и способ упрочнения зубьев

 

С целью сокращения номенклатуры материала для шестерни и колеса выбираем одну и ту же сталь – 40Х.

Назначаем для шестерни и колеса твердость рабочих поверхностей зубьев – НB 300 /3, с. 129/ с термической обработкой – улучшение.

 

Определение допускаемых напряжений

 

Расчет зубчатых передач на прочность выполняют по допускаемым контактным  и изгибным  напряжениям. Эти напряжения определяют по зависимостям, приведенным в ГОСТ 21354-87, но без ряда коэффициентов, в большинстве случаев равных или близких единице /3, с. 130/.

 

4.2.1 Допускаемое контактное напряжение

Допускаемое контактное напряжение, не вызывающее опасной контактной усталости материала

 

,

 

где – предел контактной выносливости активных поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов  перемены напряжений, МПа;

 – минимальный коэффициент запаса прочности;

 – коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки передачи.

 

 МПа /3, с. 132/;

 

 – для зубчатых колес с одинаковой структурой материала при улучшении;

 – для длительно работающей передачи (с ресурсом  ч).

 

 МПа.

 

4.2.2 Допускаемое изгибное напряжение

Допускаемое напряжение изгиба при расчете на прочность

 

,

 

где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений и определяемый экспериментально на основе кривых усталости /3, с. 132/, МПа;

 – минимальный коэффициент запаса прочности;

 – коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки;

 – коэффициент долговечности.

 

 МПа /3, с. 132/;

 

 – для зубчатых колес, изготовленных из паковок;

 – при одностороннем приложении нагрузки;

 – для длительно работающей передачи (с ресурсом  ч).

 

 МПа.