Расчет быстроходной передачи

Исходные данные:

Н∙м – вращающий момент на шестерне,

мин ^-1 – частота вращения шестерни,

– передаточное число,

– коэффициент перегрузки,

ч – время работы передачи (ресурс).

Вариант термической обработки:

II – сталь 40 Х:

1) шестерни – улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности 45…50 HRC, сердцевины – 269…302 НВ, предел текучести: МПа,

предельные размеры заготовки: мм, мм;

2) колеса – улучшение, твердость 269…302 НВ, предел текучести: МПа,

предельные размеры заготовки: мм, мм;

 

Межосевое расстояние

 

Предварительное значение межосевого расстояния:

,

мм;

Округляем до стандартного размера ;

Окружная скорость:

м/с;

Степень точности косозубой цилиндрической передачи:

при м/с [табл.2.5] следует, что ;

Коэффициент ширины при несимметричном расположении шестерни относительно опор:

;

Коэффициент нагрузки в расчете на контактную прочность:

Коэффициент внутренней динамики нагружения при , и [табл.2.6]:

Ориентированное значение коэффициента :

;

Начальный коэффициент неравномерности нагрузки по длине контактных линий для схемы 3 и [табл.2.7]:

;

Коэффициент приработки при и м/с [табл.2.8]:

;

Коэффициент неравномерности нагрузки после приработки:

;

Начальное значение коэффициента распределения нагрузки между зубьями косозубой передачи при и :

,

принимаем по условию ограничения ;

после приработки:

;

Вычисление коэффициента нагрузки:

;

Допускаемые контакты напряжения для шестерни:

;

Предел контактной выносливости при поверхностной закалке [табл.2.2]:

МПа;

Коэффициент долговечности при переменном режиме нагружения:

при ;

Средняя твердость поверхности:

HRC,

переводим в единицы Бренеля: ;

Число циклов до перелома кривой усталости:

;

Число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот:

;

Ресурс шестерни:

;

Коэффициент эквивалентности при заданном графике нагрузки:

;

Вычислим коэффициент долговечности при переменном режиме нагружения:

Коэффициент шероховатости сопряженных поверхностей зубьев при мкм: ;

Коэффициент влияния окружной скорости при м/с:

;

Коэффициент запаса прочности для зубчатых колес с поверхностным упрочнением:

Вычисление допускаемых контактных напряжений для шестерни:

МПа;

Допускаемые контакты напряжения для колеса:

;

Предел контактной выносливости при поверхностном улучшении [табл.2.2]:

МПа;

Коэффициент долговечности при переменном режиме нагружения:

при ;

Число циклов до перелома кривой усталости:

;

Ресурс колеса:

;

Вычисление коэффициента долговечности колеса:

Коэффициент запаса прочности для улучшенных колес:

Вычисление допускаемых контактных напряжений для колеса:

МПа;

Допускаемые контактные напряжения для косозубой цилиндрической передачи:

МПа,

при условии, что МПа,

принимаем МПа;

Уточнение межосевого расстояния косозубой передачи:

мм;

Округляем до стандартного размера мм.

 

Предварительные размеры колеса

 

Диаметр делительной окружности:

мм;

 

Ширина:

мм

Ширину колеса принимаем равным стандартному числу [табл.24.1]: мм.

мм

Ширину шестерни принимаем равным стандартному числу [табл.24.1]: мм.

Модуль передачи

Максимально допустимый модуль [2, с.21]:

мм;

Минимально допустимый модуль передачи:

;

 

Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба [2, с.21]:

;

Коэффициент внутренней динамики нагружения при , и [2,табл.2.9]:

;

Коэффициент неравномерности напряжений у основания зубьев по ширине венца [2, с.22]:

;

Коэффициент распределения нагрузки между зубьями [2, с.22]:

;

Вычисление коэффициента нагрузки:

;

Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни [2, с.15]:

;

Предел выносливости при отнулевом цикле для стали 40Х с закалкой ТВЧ [2,табл.2.3]:

МПа;

Коэффициент долговечности при переменном режиме нагружения для поверхностно упрочненных зубьев [2, с.15]:

,

при условии, что ;

Число циклов до перелома кривой усталости:

;

Коэффициент эквивалентности при заданном графике нагрузки:

;

 

 

Вычисление коэффициента долговечности шестерни:

,

принимаем по условию ;

Коэффициент шероховатости поверхности между зубьями [2, с.15] при мкм:

;

Коэффициент при одностороннем приложении нагрузки [2, с.15]:

;

Коэффициент запаса прочности при поверхностной закалке зубьев [2, с.15]:

;

Вычисление допускаемых напряжений зубьев шестерни:

МПа;

Допускаемые напряжения изгиба зубьев колеса [2, с.15]:

;

Предел выносливости при отнулевом цикле для стали 40Х при улучшении [2,табл.2.3]:

МПа;

Коэффициент долговечности при переменном режиме нагружения для улучшенных зубчатых колес [2, с.15]:

,

при условии, что ;

Коэффициент эквивалентности при заданном графике нагрузки:

Вычисление коэффициента долговечности шестерни:

,

принимаем по условию ;

Коэффициент запаса прочности при улучшении [2, с.15]:

;

Вычисление допускаемых напряжений зубьев шестерни:

МПа;

Вычисление минимального допустимого модуля:

мм, мм.

Принимаем модуль по рекомендации пи закалке ТВЧ мм