Выбор материалов зубчатых колес и способ термообработки.

Для выбора материала необходимо определить наружный диаметр заготовки D_m и характерный размер заготовки для насадного зубчатого колеса S_m. Для этого воспользуемся формулами:

(1)

(1)

Диаметр заготовки колеса d_k = uD_m = 3,85*58,5 = 225,24 мм.

Выбираем материал зубчатых колес. Принимаем для колеса и шестерни – сталь 45, термообработку – улучшение, твердость поверхности зуба шестерни 269…302 НВ, D_m1 = 80 мм, D_m1 > D_m, твердость поверхности зуба колеса 235…262 HB, S_m1 = 50 мм, S_m1 > S_m. Среднее значение твердости поверхности зуба шестерни и колеса

ВН_j = 0.5·(НВ_jmin + НВ_jmax) (1)

HB1 = 0.5(HB1min + HB1max) = 0.5(269 + 302) = 285.5,

HB2 = 0.5(HB2min + HB2max) = 0.5(235 +262) = 248.5.

Лист

2203.303110.000 ПЗ

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

2.2. Расчет допускаемых напряжений.

 

Допускаемые контактные напряжения:

Для их определения используем зависимость

(1)

где – предел контактной выносливости, МПа;

– коэффициент долговечности;

– коэффициент безопасности ( – для термообработки: улучшение).

Пределы контактной выносливости найдем по формулам табл.2.1 [1]:

(1)

σ_Hlim1 = 2HB₁ + 70 = 2*285.5 + 70 = 641 МПа,

σ_Hlim2 = 2HB₂ + 70 = 2*248.5 + 70 =567 МПа.

Коэффициенты долговечности:

Базовые числа циклонов при действии контактных напряжений:

N_H01 = 23.5*10⁶, N_H02 = 16.8*10⁶.

Эквивалентные числа циклонов напряжений:

N_HEj = μ _h N _Ʃj (1)

μ_h = 0.5 – коэффициент эквивалентности для тяжелого режима работы.

Лист

2203.303110.000 ПЗ

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

N_Σ – суммарное число циклов напряжений за весь срок службы.

Суммарное число циклов нагружения:

где С – число зацеплений за 1 оборот колеса (С=1);

t_h – суммарное время работы, ч

t_h = 365L24K_rK_cПВ (1)

где ПВ = 0,01ПВ% = 0,01 ·65= 0,65%;

t_h = 365*10*24*0,5*0,5*0,65 = 14235 ч

N_∑2 =

N_HE1 = 0,5*8,3*10⁸ = 4,15*10⁸; N_HE2 = 0,5*2,16*10⁸ = 1,08*10⁸.

Поскольку N_{HE1 >} N_HE0, примем К_HL1 = 1

K_HL2 = (1)

K_HL2 (принимаем K_HL2=1)

Определим допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:

Лист

2203.303110.000 ПЗ

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

=

Допускаемые контактные напряжения для косозубой передачи:

Условие выполняется.

Допускаемые напряжения изгиба:

Вычислим по формуле:

где – предел изгибной выносливости, МПа;

– коэффициент долговечностипри изгибе;

– коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки ( – для реверсивного привода);

– коэффициент безопасности при изгибе ( – для термообработки: улучшение).

Коэффициент долговечности:

где q_i – показатель степени кривой усталости (q₁=q₂=6 – для термообработки: улучшение);

Эквивалентное число циклов напряжений при изгибе N_FEj = μ_FjN_Ʃj, где μ_F1=0,3, μ_F2=0,3 (по табл. 3.1[1]) – коэффициент. эквивалентности для тяжелого режима работы, тогда:

Лист

2203.303110.000 ПЗ

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

N_FE1 = 0,3* = 2,49*10⁸

N_FE2 = 0,3* = 0,65*10⁸

Поскольку N_{FE1 >}N_F0, примем K_FL1=1, вычислим

Определим допускаемые напряжения изгиба для шестерни и колеса. Для нереверсивного привода K_FC = 0,65. Для термообработки улучшение σ_Flim = 1,75HB, S_F1 = S_F2: