Вибір матеріалів зубчастих колес

2.2 Вибір матеріалів зубчастих колес

Так як в завданні немає особливих вимог стосовно габаритів передачі, вибираємо матеріали з середніми механічними характеристиками:

- для шестірні Сталь 45, термічна обробка – покращання, твердість HВ 230 ;

- для колеса, Сталь 45, термічна обробка – покращання, але твердість на 30 одиниць нижче HВ 200.

Визначаємо допустиму контактну напругу:

,  (17)

де  - межа контактної витривалості при базовому

числі циклів;

 – коефіцієнт довговічності при числі циклів напруги

більше базового, що має міцне при довготривалій

експлуатації редуктора, приймають, ;

 - коефіцієнт безпеки, [Sн] = 1,10.

Для вуглецевих сталей з твердістю поверхонь зубців менше НВ 350 і термічною обробкою покращанням:

 (18)

Для косозубих колес розрахункова допустима контактна напруга:

; (19)

для шестірні:

,  (20)

 ;

для колеса:

, (21)

 .

Тоді розрахункова допустима контактна напруга:

Так як  потрібну умову виконано.

2.3 Розрахунок зубчатої передачі

Визначаємо міжосьову відстань з умови контактної витривалості активних поверхонь зубців:

,  (22)

де  - коефіцієнт, враховуючий нерівномірність розподі-

лення навантаження по ширині вінця, , [1], с. 32;

 - коефіцієнт ширини вінця по міжосьовій відста-

ні,

 

Вибираємо найближче значення міжосьової відстані зі стандартного ряду , [1], с. 36.

Визначаємо нормальний модуль зачеплення:

,  (23)

.

Приймаємо стандартне значення модуля , [1], с. 36.

Попередньо приймаємо кут нахилу зубців

Визначаємо число зубців шестірні і колеса:

, (24)

.

Приймаємо , тоді:

, (25)

.

Приймаємо .

Уточняємо значення кута нахилу зубців:

,  (26)

.

Кут нахилу зубців .

Основні розміри шестерні і колеса

діаметри поділювані:

,  (27)

 ,

, (28)

,

перевірка:

,  (29)

 ,

діаметри вершин зубців:

,  (30)

 ,

,  (31)

 ,

ширина колеса:

,  (32)

 ,

ширина шестерні:

, (33)

 .

Визначаємо коефіцієнт ширини шестірні по діаметру:

, (34)

.

Окружна швидкість колес:

,  (35)

 .

При такій швидкості для косозубих коліс треба прийняти 8 ступінь точності, [1], c.32.

Розраховуємо коефіцієнт навантаження:

, (36)

Приймаємо коефіцієнти , [1], c.39,

, [1], c.40.

.

Перевіряємо контактну напругу за формулою:

, (37)

 .

Так як , умови міцності виконано.

Сили, які діють в зачепленні:

окружна:

, (38)

 ,

радіальна:

,  (39)

 ,

осьова:

, (40)

 .

Перевіряємо зубці на витривалість за напругою:

, [1], c. 44 (41)

де  - коефіцієнт нагрузки;

 - коефіцієнт, що враховує форми зубців і залежить

від еквівалентного числа зубців.

Визначаємо коефіцієнт навантаження:

,  (42)

Приймаємо , [1], c. 43; , [1], c. 43.

.

Визначаємо еквівалентне число зубців:

у шестерні:

, (43)

,

у колеса:

, (44)

.

Вираховуємо допустиму напругу при розрахунку на витривалість шестірні й колеса:

.  (45)

Для сталі 45 покращенної до :

, [1], с. 44. (46)

для шестірні:

 ,

для колеса:

 .

Визначаємо коефіцієнт безпеки:

 (47)

Приймаємо , [1], с. 48

.

Допустима напруга при розрахунку на витривалість шестірні й колеса:

 ,

 .

Знаходимо відношення . (48)

Приймаємо , , [1], с.42

 ,

 .

Подальший розрахунок ведемо для зубців шестірні, так як для неї знайдено менше значення.

Визначаємо коефіцієнт , який враховує розподіл навантаження між зубцями:

, (49)

.

Розраховуємо коефіцієнт  для 8 ступені точності, який враховує розподіл навантаження між зубцями:

, (50)

де  - коефіцієнт торцевого перекриття,, [1], c.47;

п – ступінь точності коліс, п = 8.

.

Перевіряємо міцність зубців шестірні за формулою:

 .

Так як , умови міцності виконано.

2. 4 Проектний розрахунок валів редуктора

Рисунок 2 - Ведучий вал

Визначаємо діаметр вихідного кінця вала:

, (51)

 .

Приймаємо стандартне значення діаметра вихідного кінця із ряда:  .

Визначаємо діаметр ступеня вала під підшипник:

, (52)

 .

Рисунок 3 - Ведений вал

Визначаємо діаметр вихідного кінця вала:

, [1], c. 62  (53)

 .

Приймаємо стандартне значення із ряду:  

Визначаємо діаметр ступеня під підшипник:

,  (54)

 .

Визначаємо діаметр вала під колесо:

, (55)

 .

Визначаємо діаметр буртика для упора колеса:

,  (56)

 .

Шестірню виконуємо за одне ціле з валом, її розміри визначенні вище.