Расчет зубчатой передачи редуктора

Определение числа циклов премены напряжений.

Срок службы передачи  ч.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную прочность активных поверхностей зубьев ,  циклов.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете зубьев на выносливость при изгибе ,  циклов.

Определение допускаемых напряжений

 

Зубчатые колеса изготовлены из стали 20Х.

Механические характеристики сердцевины  МПа,  МПа.

Твердость зубьев колеса , шестерни - .

Контактные: , МПа, ,  МПа.

Базовое число циклов  циклов, коэффициент безопастности .

Так как Nne< Nho, то коэффициент долговечности , .

За расчетное принимаем допускаемое напряжение колеса , МПа.

Изгибные:

Принимаем предел изгибной прочности  МПа,  МПа, , , .

Допускаемые напряжения: для колеса , МПа, для шестерни , МПа.

Для проверки прочности при перегрузках – предельные контактные напряжения для колеса: , МПа, для шестерни , МПа.

Предельное изгибное напряжение ,  МПа.

Определение размеров передач и колес.

Принимаем , , .

Ориентировочное делительное межосевое расстояние ,  мм.

Коэффициент , .

Определяем модуль , .

По СТ СЭВ 310-76 принимаем .

Уточняем межосевое расстояние ,  мм.

Делительные диаметры:

,  мм;

,  мм.

Диаметры вершин:

,  мм;

,  мм.

Диаметры впадин:

,  мм;

,  мм.

Ширина венцов колес:

, мм

Проверка на выносливость по контактным напряжениям.

Частота вращения 4-го вала ,  мин^-1.

Окружная скорость , м/с.

Принимаем 9-ю степень точности.

Определяем диаметры основных окружностей колес при :

,  мм.

,  мм.

Определяем углы профилей зубьев в точке на окружности вершин , ; , .

Коэффициент торцового перекрытия .

Коэффициент, учитывающий суммарную длинну контактных линий , .

Удельная окружная динамическая сила при  и : , Н/мм.

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении при  и : , .

Удельная расчетная окружная сила , Н/мм.

Расчетные контактные напряжения при  и , МПа.

sh< shp (shp=755.5) следовательно, условие контактной прочности выполняется.

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям от изгиба.

Коэффициент ширины колеса по модулю , .

Коэффициент учитывающий форму зуба , .

Определяем отношение  для шестерни и для колеса .

Таким образом, расчет следует вести по шестерне.

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца принимаем Кfb=1.04.

Коэффициент среднего изменения суммарной длинны контактных линий , .

Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев , .

Удельная окружная динамическая сила при :

,  Н/мм.

Для прямозубых колес .

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку , .

Удельная расчетная окружная сила , Н/мм.

Напряжения от изгиба для менее прочного зубчатого колеса при :

,  Мпа.

Предельная изгибная прочность Мпа. Изгибная прочность зубьев обеспечена.

Расчет открытых зубчатых передач

Первая пара зубчатых колес.

Принимаем , , .

Ориентировочное делительное межосевое расстояние , мм.

Определяем модуль , .

По СТ СЭВ 310-76 принимаем .

Уточняем межосевое расстояние , мм.

Делительные диаметры:

,  мм;

,  мм.

Ширина венца:

, мм.

Диаметры основных окружностей:

,  мм;

,  мм.

Вторая пара зубчатых колес.

Принимаем , , .

Ориентировочное делительное межосевое расстояние ,  мм.

Определяем модуль мм.

По СТ СЭВ 310-76 принимаем .

Уточняем межосевое расстояние , мм.

Делительные диаметры:

,  мм;

,  мм.

Ширина венца:

,  мм.

Диаметры основных окружностей колес:

,  мм;

,  мм.

Расчет валов

Выбор материала валов.

Для правильного выбора материалов валов и термообработки их необходимо знать тип подшипников, в которых вращается вал, характер посадок деталей на валу (подвижные или с натягом), характер действующей нагрузки.

Первый вал быстроходный, вращается в подшипниках качения. На шпонках насажено зубчатое колесо Z₁. На валу ведомый шкив ременной передачи. Трущихся поверхностей на валу нет. Для обеспечения достаточной износостойкости поверхностей этого вала выбираем легированную сталь 40X. Для условий крупносерийного производства приемлемым видом термообработки поверхностей является закалка с нагревом ТВЧ до твердости HRC 50…54. Механические характеристики: d_В=730 МПа, d_Т=500 МПа, t_Т=280 МПа, d_-1=320 МПа, t_-1=200 МПа, Y_В=0.1, Y_t=0.05.

На втором, третьем и четвертом валах, вращающихся в подшипниках качения, на шпонках насажены зубчатые колеса Z₂, Z₃, Z₄, Z₅ и две звездочки. Трущихся поверхностей на валу нет. Наиболее подходящим материалом является сталь 45. Термообработка – улучшение, твердость не менее HB 200. Механические характеристики: d_В=560 МПа, d_Т=280 МПа, t_Т=180 МПа, d_-1=250 МПа, t_-1=150 МПа, Y_В=0, Y_t=0.

Пятый вал вращается в подшипниках качения. На шпонках насажено зубчатое колесо Z₆. На валу расположено упругая втулочно-пальцевая муфта. Материал и термообработку принимаем теми же, что и для первого вала.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: