Расчёт цилиндрической передачи

Исходные данные:

Крутящий момент на валу ведущей звёздочки Т ₄ = 137992 Н×мм.

Число оборотов на валу ведущей звёздочки n ₄ = 116 об/мин.

Передаточное число цилиндрической передачи u _ц = 4.

Срок службы привода L_h = 29784 часов.

 

Выбор материалов для изготовления цилиндрической зубчатой передачи:

- шестерня – Сталь 45, термообработка - улучшение до твёрдости 235…260 НВ;

- колесо – Сталь 45, термообработка - нормализация до твёрдости 180…205 НВ.

Допускаемые контактные напряжения определяем по материалу колеса, как менее твёрдого:

,

где МПа, предел выносливости материала по контактным напряжениям при отнулевом цикле нагружения;

- коэффициент долговечности при расчёте по контактным напряже­ниям,

N₀ = 10⁷ – базовое число циклов нагружения,

 - расчётное число циклов нагружения зубьев колеса, так как N₂ >N₀, то принимаем К _HL = 1.

S_H = 1,1 – коэффициент безопасности.

 МПа.

Допускаемые напряжения изгиба:

,

где σ _{F 01}, σ_{F 02} – предел выносливости материала по напряжениям изгиба при отнулевом цикле нагружения для шестерни и колеса, соответственно;

 МПа;

 МПа;

 - коэффициент долговечности при расчёте по напряжениям изгиба;

N _{F 0} = 5∙10⁶ – базовое число циклов, т.к. N ₂ > N _{F 0}, то ;

S_F = 1,75 – коэффициент безопасности.

 МПа,

 МПа.

Расчёт зубчатой передачи.

Определим межосевое расстояние из условия контактной прочности

где К _Н = 1,4 – коэффициент расчётной нагрузки,

ψ_а = 0,4 – коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния.

 мм.

Принимаем а _w = 160 мм.

Модуль зацепления   мм.

Принимаем модуль по стандарту  мм.

Числа зубьев:

суммарное z_Σ = ;

шестерни z₁ = ;

колеса .

Фактическое передаточное число:

.

Отклонение передаточного числа от стандартного:

.

Геометрические размеры зацепления:

- диаметры делительных окружностей, мм:

;

;

- диаметры окружностей вершин, мм:

;

;

- диаметры окружностей впадин, мм:

;

;

- ширина зубчатого венца колеса  мм;

- ширина шестерни  мм;

- фактическое межосевое расстояние  мм.

Проверочный расчет.

Окружная скорость, м/с:

.

Степень точности изготовления передачи 9.

Определяем коэффициенты расчётной нагрузки при расчёте по контактным напряжениям и напряжениям изгиба

,

.

Определяем коэффициенты динамичности нагрузки по таблице 3.6 , , коэффициенты концентрации нагрузки для прирабатывающихся колёс принимаем , .

для прямозубых передач  и .

Так как фактический коэффициент расчётной нагрузки при расчете по контактным напряжениям , принятого в проектном расчёте, то проверка по контактным напряжениям не требуется.

Силы, действующие в зацеплении, Н:

- окружная сила

;

- радиальная сила

;

- полная сила

.