РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

3 РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

K_УH=0,5; K_УF=0,3

Твердость колеса принимаем равной НВ=250, шестерни НВ=300. Материал—сталь 45, термообработка—улучшение.

Для колеса:

K_уH=2; K_уF=0,9;

N_Hlim=30HB^2,4=1,7x10⁷

N_Flim= 4x10⁶

Для шестерни:

K_уH=1,2; K_уF=1,15;

N_Hlim=30HB^2,4=0,224x10⁸

N_Flim= 4x10⁶

3.1 Расчет тихоходной ступени

Расчет допускаемых напряжений:

600 ≤ [у]_H1= K_уH HB₁(N_Hlim/(60 N1L_h K_УH))^1/6= 483,3 МПа ≤ 780

576 ≤ [у]_H2= K_уH HB₂(N_Hlim/(60 N2L_h K_УH))^1/6= 535,2 Мпа ≤ 780

[у]_H1=600 МПа

[у]_H2=576 МПа

[у]_H=588 Мпа

300 ≤ [у]_F1= K_уF HB₁(N_Flim/(60 N1L_h K_УF))^1/6= 194 МПа ≤ 520

228 ≤ [у]_F2= K_уF HB₂(N_Flim/(60 N1L_h K_УF))^1/6= 234 МПа ≤ 432

[у]_F1=194 МПа

[у]_{F 2}=234 МПа

ш_ba=2,5/(u+1)=0,16

Из ряда стандартных значений принимаем ш_ba=0,4.

Рассчитываем межосевое расстояние передачи, удовлетворяющее контактной выносливости в пределах вариации коэффициента ширины:

a_w=(u+1)cos²(в+Дв)(K_HP₂10⁹/ ш_baN2u²[у]_H²)=225 мм

Принимаем в учебных целях a_w=225 мм

Определяем ширину поля зацепления:

b_w=( ш_baa_w+0,5)=37 мм -- ширина колеса

Назначаем модуль зацепления, согласуя его со стандартным:

m=(2a_w cos(в+Дв))/20(u+1)=5,9 мм Принимаем m=6 мм

Назначаем числа зубьев колес, округляя их до целого числа:

z₁=2a_w cos(в+Дв)/m(u+1)=19,7 принимаем=20

z₂= z₁u=56

Определяем геометрические размеры колес:

Межосевое расстояние делительное:

a=m(z₁+ z₂)/ 2cosв=228 мм

Делительные диаметры:

d₁=mz₁=120 мм;

d₂=mz₂=336 мм

Внешние диаметры:

d_a1=mz₁+ 2m(1+x)=136 мм;

d_a2=mz₂+ 2m(1+x)=348 мм

Внутренние диаметры:

d_f1= d_a1-4,5m=109 мм;

d_f2= d_a2-4,5m=321 мм

Толщина зубьев на делительном цилиндре:

s₁=m(0,5р+0,728x₁)=9,4 мм;

s₂= m(0,5р+0,728x₂)=8,5 мм

Окружная скорость и силовые компоненты в зацеплении:

v=р d₁N2/60000=1,72 м/с;

F_t=P₂/v=4296,5 H;

F_r=0,364F_t=1564 H

Выполняем проверочные расчеты контактной и изгибной выносливости:

у_H=1/a_wu(P₂10⁹K_H(u+1)² /b_wd₂)^1/2=252 МПа;

у_H=450(F_t K_H(u+1)/ b_wd₂)^1/2=246 МПа;

у_F1=Y_FS1 F_t K_H/b_wm=83 МПа;

у_F2=Y_FS2 F_t K_H/b_wm=102 МПа;

Перегрузка либо недогрузка находятся в пределах нормы, поэтому параметры колес оставляем без изменения.

3.2 Расчет быстроходной ступени

Расчет допускаемых напряжений:

600 ≤ [у]_H1= K_уH HB₁(N_Hlim/(60 N1L_h K_УH))^1/6= 483,3 МПа ≤ 780

576 ≤ [у]_H2= K_уH HB₂(N_Hlim/(60 N2L_h K_УH))^1/6= 535,2 Мпа ≤ 780

[у]_H1=600 МПа

[у]_H2=576 МПа

[у]_H=588 Мпа

300 ≤ [у]_F1= K_уF HB₁(N_Flim/(60 N1L_h K_УF))^1/6= 194 МПа ≤ 520

228 ≤ [у]_F2= K_уF HB₂(N_Flim/(60 N1L_h K_УF))^1/6= 234 МПа ≤ 432

[у]_F1=194 МПа

[у]_{F 2}=234 МПа

Из ряда стандартных значений принимаем ш_ba=0,2. в=5◦,Дв=1є

Рассчитываем межосевое расстояние передачи, удовлетворяющее контактной выносливости в пределах вариации коэффициента ширины:

a_w=(u+1)cos²(в+Дв)(K_HP₂10⁹/ ш_baN2u²[у]_H²)=228 мм

Принимаем в учебных целях a_w=120 мм

Определяем ширину поля зацепления:

b_w=( ш_baa_w+0,5)=46 мм -- ширина колеса

Назначаем модуль зацепления, согласуя его со стандартным:

m=(2a_w cos(в+Дв))/20(u+1)=5 мм Принимаем m=1,25 мм

Назначаем числа зубьев колес, округляя их до целого числа:

z₁=2a_w cos(в+Дв)/m(u+1)=20

z₂= z₁u=71

Уточняем угол наклона зубьев

вarccos(m(z1+z2)/2 a_w ) =3.8°

Определяем геометрические размеры колес:

Межосевое расстояние делительное:

a=m(z₁+ z₂)/ 2cosв=228 мм

Делительные диаметры:

d₁=mz₁=100,2 мм;

d₂=mz₂=355,8мм

Внешние диаметры:

d_a1=mz₁+ 2m(1+x)=110,2мм;

d_a2=mz₂+ 2m(1+x)=365,8 мм

Внутренние диаметры:

d_f1= d_a1-4,5m=87,7 мм;

d_f2= d_a2-4,5m=343,3 мм

Толщина зубьев на делительном цилиндре:

s₁=m(0,5р+0,728x₁)=8,5 мм;

s₂= m(0,5р+0,728x₂)=7,2 мм

Окружная скорость и силовые компоненты в зацеплении:

v=р d₁N2/60000=5,1 м/с;

F_t=P₂/v=1494 H;

F_r=0,364F_t=8188,1 H

F_a= F_t tgв=99,2 H

Выполняем проверочные расчеты контактной и изгибной выносливости:

у_H=cos²в/a_wu(P₂10⁹K_H(u+1)² /b_wd₂)^1/2=208 МПа;

у_H=450(F_t K_H(u+1)/ b_wd₂)^1/2=252 МПа;

у_F1=Y_FS1 F_t K_H/b_wm=263 МПа;

у_F2=Y_FS2 F_t K_H/b_wm=261,4 МПа;

Перегрузка либо недогрузка находятся в пределах нормы, поэтому параметры колес оставляем без изменения.