Расчет зубчатой цилиндрической передачи

[pic 1]

[pic 2]

Расчет зубчатой цилиндрической передачи

Цель работы: выбрать материал зубчатой пары, провести проектный расчет, выполнить проверку передачи по контактным напряжениям и по напряжениям изгиба.

Условия расчета: расчет открытых зубчатых передач проводят аналогично расчету закрытых зубчатых передач; закрытые зубчатые передачи рассчитываются по условию контактной прочности, так как основной вид разрушения зубьев для такого типа передач – поверхностное выкрашивание зубьев в зоне контакта.

1. Выбор конструкционных материалов и допускаемых напряжений зубчатых колес

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническими заданиями, в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах с большими колесами применяют зубчатые колеса с твердостью материала Н<350 НВ.

Согласно рекомендациям, приведенным в таблице 3.1 на странице 52, т. к. мощность на выходном валу меньше 7,5 кВт и передача прямозубая, то пользуемся значениями средней части таблицы.

Для изготовления шестерни принимаем материал – Сталь 40Х, с твердостью поверхности зубьев HB=269…302, вид термообработки – улучшение. Для изготовления колеса принимаем материал – Сталь 40Х, с твердостью поверхности зубьев HB=235…262, вид термообработки – улучшение. Результат выбора материалов, термообработки и твердости приводим в таблице 2.

Таблица 2 – Выбор материала, термообработки и твердости

Допустимые контактные напряжения при расчетах на прочность определяем отдельно для зубьев шестерни и зубьев колеса по формуле (1.1)

,                                                                        (1.1)[pic 9]

где  - допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса, соответствующие пределу контактной выносливости при базовом числе циклов напряжений  определяемые по таблице 2;[pic 10][pic 11]

 - коэффициент долговечности шестерни и колеса, определяемый по формуле (1.2)[pic 12]

,                                                                                (1.2)[pic 13]

где - базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости материала в зависимости от твердости поверхностного слоя;[pic 14]

 - число циклов перемены напряжений за весь срок службы, определяем по формуле (1.3).[pic 15]

,                                                                        (1.3)[pic 16]

где  - угловая скорость соответствующего вала.[pic 17]

 – срок службы привода (ресурс), ч. Соответственно определяем его по формуле (1.4)[pic 18]

,                                                                (1.4)[pic 19]

где  - коэффициент годового использования;[pic 20]

 - срок службы привода, лет;[pic 21]

 - продолжительность смены, ч;[pic 22]

 - число смен;[pic 23]

 – коэффициент сменного использования.[pic 24]

Подставляя следующие значения коэффициентов  год, 0,8,,,[pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]

,[pic 30]

Для определения значения угловой скорости входного вала воспользуемся следующей формулой (1.5)

,                                                (1.5)[pic 31]

Подставляя соответственно значения угловых скоростей шестерни и зубчатого колеса, а также срок службы привода в формулу (1.3), получаем следующие значения циклов перемены напряжений за весь срок службы