Выбор твёрдости, термообработки и материала колёс.

Материал для шестерни сталь 40Х с последующей термообработкой улучшение. Твёрдость материала в пределах 269…302 НВ.

Средняя твёрдость зубьев шестерни для стали 40Х найдём по формуле:

 

Предельные значения для шестерни:

Заготовка шестерни

Материал для колеса сталь 40Х с последующей термообработкой нормализация. Твёрдость материала в пределах 235…262 НВ.

Средняя твёрдость зубьев колеса для стали 40Х найдём по формуле:

 

Предельные значения для колеса:

Заготовка колеса

 

3.2. Определение допускаемых контактных напряжений

 

Определим коэффициент долговечности для зубьев шестерни  по формуле:

 

;

 

где  - число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, млн. циклов; .

     - число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка), млн. циклов; .

Число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка)  млн. циклов, найдём по формуле:

 

;

 

где  - угловая скорость на валу быстроходной передачи, 1/с; .

 - срок службы (ресурс), ч; .

Для зубьев колеса  по формуле:

 

;

 

где  - число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, млн. циклов; .

     - число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка), млн. циклов; .

Число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка)  млн. циклов, найдём по формуле:

 

;

 

где  - угловая скорость на валу быстроходной передачи, 1/с; .

 - срок службы (ресурс), ч; .

Определим допускаемое контактное напряжение для зубьев шестерни :

 

;

 

где  - коэффициент долговечности для зубьев шестерни, .

     - допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений для зубьев шестерни, : .

Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений  для зубьев шестерни найдём по формуле:

 

 

;

 

где  - средняя твёрдость зубьев шестерни для стали 40Х: .

Определим допускаемое контактное напряжение для зубьев колеса :

 

;

 

где  - коэффициент долговечности для зубьев колеса, .

     - допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений для зубьев колеса, : .

Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений  для зубьев колеса найдём по формуле:

 

;

 

где  - средняя твёрдость зубьев шестерни для стали 40Х: .

Определим среднее допускаемое контактное напряжение при этом  не должно превышать  для цилиндрических косозубых колёс:

 

;

;

;

 

где  - допускаемое контактное напряжение для зубьев шестерни, : .

 - допускаемое контактное напряжение для зубьев колеса, : .

 

3.2. Определение допускаемых напряжений изгиба

 

Находим коэффициент долговечности для зубьев шестерни :

 

;

 

где  - число циклов перемены напряжений, для всех сталей соответствующее пределу выносливости, млн. циклов:

     - число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка), млн. циклов; .

Находим коэффициент долговечности для зубьев колеса :

 

;

 

где  - число циклов перемены напряжений, для всех сталей соответствующее пределу выносливости, млн. циклов:

     - число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка), млн. циклов; .

Определим допускаемое напряжение изгиба для зубьев шестерни

 

;

 

где  - коэффициент долговечности для зубьев шестерни:

 - допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений для зубьев шестерни, :

Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений  для зубьев шестерни найдём по формуле:

 

;

 

где  - средняя твёрдость зубьев шестерни для стали 40Х: .

Определим допускаемое напряжение изгиба для зубьев колеса

 

;

 

где  - коэффициент долговечности для зубьев колеса:

 - допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений для зубьев шестерни, :

Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений  для зубьев колеса найдём по формуле:

 

 

где  - средняя твёрдость зубьев колеса для стали 40Х: .

Полученные данные сведём в таблицу.

 

Таблица 3. Механические характеристики материалов зубчатых колёс.

 

Элемент передачи.	Марка стали.		Термообработка.
Шестерня	40Х	120	Улучшение	285,5	900	410	580,9	294,06
Колесо	40Х	120	Улучшение	248,5	790	375	514,3	255,96

 

 

 

 

 

4. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ РЕДУКТОРОВ

Определим предполагаемый диапазон главного параметра редуктора , мм:

;

;

где К=10.