Розрахунок закритої циліндричної косозубої зубчатої передачі

3 Розрахунок закритої циліндричної косозубої зубчатої передачі

Вихідні дані:

- потужність на вхідному валу;

- кількість обертів на вхідному валу;

- передаточне число зубчатої передачі.

=10000 г; строк служби передачі 10 років при однозмінній нереверсійній роботі;

навантаження перемінне; короткочасно діюча максимальне навантаження при пуску в 1,5 раза більше номінальної; передача нереверсивна шоркість поверхні зуба в по 6-му класу (ГОСТ 2789-73) габарити редуктора обмежені.

Вибір матеріалу і допускаєма напруга для шестірні і колеса.

По [1, табл.3.12] назначаємо матеріал для шестерні та колеса -40ХН (поковка); термообробка-поліпшення. Для шестерні при радіусі заготівки до 100мм.

Визначаємо допускаєму напругу згинання для шестерні:

Попередньо знаходимо межу витривалості зуб’єв при згинанні, відповідний еквівалентному числу циклів зміни напруги :

де межа витривалості при згинанні відповідний базовому числу циклів pміни напруги.[1,табл. 3.19].

Коефіцієнти ,враховуючий вплив двостороннього додатку навантаження [1,табл.3.20 ] при односторонньому додаванню навантаження. коефіцієнт довговічності.

При НВ<350[1,с.77] mF=6;базове число циклів зміни напруги [1,с.77].

еквівалентне (сумарне) число циклів зміни напруги.

Так як [1,c77],приймаємо

Відповідно . Коефіцієнт безпечності:

де [1,табл3,19],[1,табл3,21].

Коефіцієнт, враховуючий чуттєвість матеріалу до концентрації напруги

. Коефіцієнт, враховуючий шероховатость перехідної поверхні зуба . Допустима напруга згинання для зуб'ів шестерні:

Допустима напруга згинання для зуба колеса

Попередньо знаходимо межу витривалості зуб'ів при згинанні, відповідний еквівалентному числу циклів зміни напруги :

де межа витривалості при згинанні відповідний базовому числу циклів pміни напруги.[1,табл. 3.19].

Коефіцієнти, враховуючий вплив двостороннього додатку навантаження [1,табл.3.20 ] при односторонньому додаванню навантаження. коефіцієнт довговічності.

При НВ<350[2,с.77] mF=6;базове число циклів зміни напруги [1,с.77].

еквівалентне (сумарне) число циклів зміни напруги.

Так як [1,c77],приймаємо

Межа витривалості:

Коефіцієнт безпечності:

де [1,табл3,19],[1,табл3,21].

Коефіцієнт, враховуючий чуттєвість матеріалу до концентрації напруги . Коефіцієнт, враховуючий шерховатість перехідної поверхні зуба .

Допустима напруга згинання для колеса:

Допустима напруга згинання при розрахунку на дію максимального навантаження для шестерні:

Попередньо знаходимо межову напругу, не викликаючи остаточних деформацій чи крихкого злому зуба[1,табл3.19]:

.

Коефіцієнт безпечності [1,с76]

де [2,с80];[1,табл3.21].Коефіцієнт враховуючий чуттєвість матеріалу до концентрації напруги  отже,

Допустима напруга згинання при дії максимального навантаження для колеса

де межова напруга ,не викликаючи остаточних деформацій чи крихкого злому зуба [1,табл3.19]

.

Коефіцієнт безпечності [1,с76]

де [1,с80];[1,табл. 3.21].Коефіцієнт враховуючий чуттєвість матеріалу до концентрації напруги  отже,

Допустима контактна напруга для шестерні:

Попередньо знаходимо межу контактної витривалості поверхні зуба, відповідному еквівалентному числу циклів переміни напруги:

де межа контактної витривалості, що відповіда базовому числу циклів переміни напруги [1,табл. 3.17],

Коефіцієнт довговічності:

де базове число циклів переміни напруги[1,рис3.16]

еквівалентне (сумарне) число циклів переміни напруги так як

,тоді приймаємо .

Межа контактної витривалості Коефіцієнт безпечності для зуба з однорідною структурою матеріалу [1,с.75] Коефіцієнт враховуючий шероховатость спряжених поверхонь [1,табл3.18],

Коефіцієнт враховуючий окружну швидкість [1,с.75] Допускаємо контактна напруга для шестерні :

Допустима контактна напруга для колеса:

Попередньо знаходимо межу контактної витривалості поверхонь зуб'ів, що відповідає еквівалентному числу циклів переміни напруги:

де межа контактної витривалості , відповідає базовому числу циклів переміни напруги [1,табл. 3.17],

Коефіцієнт довговічності:

де базове число циклів переміни напруги[2,рис3.16]

еквівалентне (сумарне) число циклів переміни напруги

так як ,тоді приймаємо .

Межа контактної витривалості Коефіцієнт безпечності для зуб’єв з однорідною структурою матеріалу [1,с.75]

Коефіцієнт враховуючий шероховатость спряжених поверхонь [1,табл3.18],

 Коефіцієнт враховуючий окружну швидкість [1,с.75] Допускаємо контактна напруга для колеса :

Допустима контактна напруга переда

Перевіряємо умову  тобто умову виконано, тому приймаємо допускаєма контактна напруга передачі:.

Допустима контактна напруга при розрахунку на дію максимального навантаження [1,с.80] для шестерні:

для колеса:

Розрахунок передачі на контактну витривалість.

Обчислюємо початковий діаметр шестерні [1,табл.3.13]

Попередньо визначаємо величини, необхідні для розрахунку. Номінальний крутячий момент на шестерні.

Орієнтована навколишня швидкість

При даній швидкості вимоглива степінь точності зубчатих коліс [1,табл. 3.33] - 9.Коефіцієнт, враховуючий розподіл навантаження між зубцями,  Коефіцієнт ширини зубчатого венця при симетричному розташуванні опор. [1, табл. 3,15]

Перевіряємо умови

Приймаємо [1, c.71] К=2;

Кут нахилу [1, c.60] ;мінімальне число зубців шестерні [1,табл.3,3]  розрахункове число зубців шестерні [1, c.58]

Відповідно

Коефіцієнт, ураховую чий розподіл навантаження по ширині венця

Коефіцієнт, ураховую чий динамічне навантаження [2,табл. 3,16],  (визначається інтерполируванням).

Коефіцієнт, ураховую чий форму спряжених поверхонь

Коефіцієнт, враховуючий механічні властивості матеріалів спряжених коліс,

 Коефіцієнт, ураховую чий сумарну довжину контактних ліній

де коефіцієнт торцевого перекриття

Відповідно

Початковий діаметр шестерні

Модуль зачеплення

Отриманий модуль округляємо до стандартного значення[1, додаток, табл. 9]

m=3,5 мм.

По стандартному модулю m=3,5 мм перераховуємо початковий діаметр

Перевірочний розрахунок передачі на контактну витривалість.

Визначаємо розрахункову навколишню швидкість при початковому діаметрі шестерні

При даній швидкості вимоглива степінь точності передачі [1, табл.3,33]-9, що відповідає прийнятої степені точності. Уточнюємо по швидкості  коефіцієнти, [1,табл.3,16],

Уточнюємо початковий діаметр шестерні:

По уточнюємо му початковому діаметрі  знаходимо модуль зачеплення

Отриманий модуль знов округляємо до стандартного значення m=3,5мм, що збігає з раннє прийнятою величиною модуля; відповідно, діаметр початкового кола шестерні  мм. Ширина зубчатого венця при

 [1, табл. 3,1]

Перевірочний розрахунок зубців на контактну витривалість при дії максимального навантаження. Розрахункова напруга від максимального навантаження

де діюча напруга при розрахунку на контактну витривалість [1, табл. 3,13]

Відхилення діючого контактного напруження від допускаємого є допустимо.

Розрахункове контактне напруження від максимальної напруги

де  задано в вихідних даних розрахунка.

Перевірочний розрахунок зубців на витривалість по напрузі ізгину.

Розрахункове напруження ізгину[1, табл. 3,13]

Попередньо визначаємо величини, необхідні для розрахунку. Еквівалентне число зубців шестерні і колеса [1, с. 76]

Коефіцієнти, ураховуючи форму зубця шестерні і колеса,

Коефіцієнт, враховуючий вплив нахилу зубця на його напружений стан

Розрахункове граничне навантаження

де коефіцієнти, ураховую чий розподіл навантаження між зубцями

Коефіцієнти, ураховуючи розподіл навантаження по ширині венця,

коефіцієнт, враховуючий динамічне навантаження [1, табл. 3,16],  (визначається інтерполируванням).

Відповідно

Напруження ізгину в зубцях шестерні

в зубцях колеса [1, табл. 3,13, формула 3,17]

Перевірочний розрахунок при і згині максимального навантаження.

Розрахункове напруження від максимального навантаження.

Напруження ізгину при розрахунку на витривалість:

для зубців шестерні

для зубців колеса

Розрахункове напруження ізгину від максимального навантаження:

для зубців шестерні

для зубців колеса

Приймаємо остаточно параметри передачі:

мм;мм;

Визначаємо між осьову відстань

Приймаємо

Перевіряємо між осьову відстань

і

Перераховуємо початкові діаметри шестерні

колеса

Перевіряємо між осьову відстань

Література

 

1 Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. [Учеб. Пособие для техн. вузов].– 3-е изд., перераб. и доп.- Х.: Основа, 1991.-276с.:схем.