Допускаемые напряжения изгиба для колеса

где – предел выносливости материала по напряжениям изгиба при отнулевом цикле нагружения для колеса:

* 190 = 342 МПа,

где - минимальная твердость зубьев колеса;

- коэффициент, учитывающий двустороннее приложение нагрузки.

Определяем коэффициент долговечности при расчёте по напряжениям изгиба:

 

где - базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости;

Определяем расчётное число циклов нагружения зубьев колеса:

.

Так как , то

Коэффициент безопасности .

МПа.

Проектный расчёт на контактную прочность

2.3.1. Межосевое расстояние из условия контактной прочности:

где 1,3– коэффициент расчётной нагрузки,

0,4– коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния.

мм.

Примечание. Вычисленное межосевое расстояние округляют в большую сторону до стандартного значения из ряда значений: 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112;125;140; 160; 180; 200; 224; 250; 260; 280; 300; 320; 340; 360; 380; 400.

 

Принимаем: 112мм.

2.3.2. Нормальный модуль зацепления:

1,12…2,24мм.

Примечание. Полученное значение модуля m округляют до стандартной величины из ряда: 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10

Принимаем модуль по стандарту[8, табл. 3.3]:

2,0 мм.

2.3.3. Числа зубьев:

- суммарное

- шестерни

- колеса

2.3.4. Фактическое передаточное число:

.

2.3.5. Отклонение передаточного числа от стандартного:

.

2.3.6. Геометрические размеры зацепления:

- диаметры делительных окружностей, мм:

(2.3)

- диаметры окружностей вершин, мм:

(2.4)

;

- диаметры окружностей впадин, мм:

(2.5)

;

- ширина зубчатого венца колеса, мм:

(2.6)

- ширина шестерни, мм:

(2.7)

- фактическое межосевое расстояние, мм:

(2.8)

2.3.7. Окружная скорость, м/с:

(2.9)

Степень точности изготовления передачи8.

2.3.9. Коэффициенты расчётной нагрузки при расчёте по контактным напряжениям и напряжениям изгиба:

Определяем коэффициенты динамичности нагрузки по таблице [8, стр. 53, табл. 3.6],

Таблица 3.6

Значения коэффициентов K_Hv, K_Fv при НВ₂£ 350

Степень точности	Коэффициент	Окружная скорость, м/с
	KHv	1,03/1,01	1,06/1,06	1,12/1,03	1,17/1,04	1,23/1,06	1,28/1,07
KFv	1,06/1,02	1,13/1,05	1,26/1,1	1,40/1,15	1,58/1,2	1,67/1,25
	KHv	1,04/1,02	1,07/1,03	1,14/1,05	1,21/1,06	1,29/1,07	1,36/1,08
KFv	1,08/1,03	1,16/1,06	1,33/1,11	1,50/1,16	1,67/1,22	1,80/1,27
	KHv	1,04/1,01	1,08/1,02	1,16/1,04	1,24/1,06	1,32/1,07	1,4/1,08
KFv	1,10/1,03	1,20/1,06	1,38/1,11	1,58/1,17	1,78/1,23	1,96/1,29
	KHv	1,05/1,01	1,1/1,03	1,2/1,05	-	-	-
KFv	1,13/1,04	1,28/1,07	1,50/1,14	-	-	-

 

Коэффициенты динамичности нагрузки:

1,08; ;

коэффициенты концентрации нагрузки для прирабатывающихся колёс принимаем:

.

Для прямозубых передач .

Определяем коэффициент расчётной нагрузки:

1,08.(2.10)

Так как фактический коэффициент расчётной нагрузки при расчете по контактным напряжениям 1,08 не превышает , принятого в проектном расчёте, то проверка по контактным напряжениям не требуется.

2.3.10. Силы, действующие в зацеплении, Н:

- окружная сила ;

(2.11)

- радиальная сила ( - угол зацепления)

433,5Н (2.12)

- полная сила

1267,4Н (2.12)

Проверка зубьев на прочность по напряжениям изгиба

Проверку проводим для того из колёс, для которого будет меньше отношение:

где Y_F – коэффициент формы зуба.

Коэффициент формы зуба определяем по таблице [8, табл. 3.7, стр. 55].

Таблица 3.7

Коэффициент формы зуба Y_F

z	YF	z	YF	z	YF	z	YF	z	YF	z	YF
	4,28		3,92		3,80		3,66		3,61		3,62
	4,27		3,90		3,78		3,65		3,61	¥	3,63
	4,07		3,88		3,75		3,62		3,60	-	-
	3,98		3,81		3,70		3,62		3,60	-	-

 

Для шестерни: 3,78.

Для колеса: 3,61,

Проверку зубьев на прочность по напряжениям изгиба проводим для зубьев колеса:

 

где 1,2.

МПа < [ s_F2 ] = 195.

Прочность зубьев по напряжениям изгиба обеспечена.

 

Проектный расчёт валов

Выбор материала валов

В качестве материала для изготовления валов, выбираем среднеуглеродистую сталь 45, термообработка - улучшение до твердости 240…265 НВ.

Механические характеристики стали 45:

- предел прочности;

- предел текучести;

- предел выносливости.