39

2.2 Внешней закрытой прямозубой

(Выборка из - Курсовое проектирование деталей машин :

[Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов] / С. А. Чернавский [и др.]. - 3-е изд. , перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 2005. - 24 с)

2.2.1 Выбор материала

Чем больше крутящий момент, тем более прочный материал следует выбирать. А также, если необходимо уменьшить межосевые расстояния, то сле-

дует выбирать материал с большей σ. Характеристики материалов брать из

в

таблицы 2.2.1.

Ищем допускаемые контактные напряжения(для колеса и шестерни по отдельности):

[sí	]=	s í lim b × K HL	, МПа	(2.2.1)
		[Sí ]
где s í lim b = 2 × HB + 70 - предел	контактной выносливости			при базовом числе
циклов, МПа;
KHL - коэффициент долговечности;

[Sн ] - коэффициент безопасности (для нормализованных и улучшенных сталей, а также при объемной закалке [Sн ]=1,1…1,2; при поверхностном упрочнении [Sн ]=1,2…1,3)

40

Таблица 2.2.1 - Механические свойства сталей, применяемые при изготовлении зубчатых колес.

	Марка	Диаметр	Предел	Предел					Твердость
			прочности	текучести					HB (сред-	Термообработка
	стали	заготовки
			sв, МПа	sт, МПа					няя)
			поковка и штамповка
	45	100-500	570	290					190	Нормализация
	45	до 90	780	440					230
		90-120	730	390					210
		св. 120	690	340					200
	35ХГС	до 140	1020	840					260
		св. 140	930	740					250	Улучшение
	40Х	до 120	930	690					270
		120-160	880	590					260
		св. 160	830	540					245
	40ХН	до 150	930	690					280
		150-180	880	590					265
		св. 180	835	540					250
				отливка
	40Л	-	520	290					160	Нормализация
	45Л		540	310					180
	35ГЛ	-	590	340					190	Улучшение
	35ХГСЛ		790	590					220
				K HL = 6		N HO				(2.2.2)
						N HE

где NHO – базовое число циклов, которое определяется в зависимости от твердости стали (при HB<200 принимают NHO=107; при HB200…500, NHO возрастает по линейному закону от 107 до 6×107);

NHE – расчетное число циклов и напряжений.

Если: колеса из нормализованной или улучшенной сталиK >2,6 то

HL

принимают KHL=2,6; для закаленных сталей KHL>1,8 то принимают KHL=1,8. Если KHL<1, то принимают KHL=1

N HE	= 60 ×	w ×30	× Lh	= 60 ×	w ×30	× Lr × Ä ×C ×tc	(2.2.3)
		p			p

где w - угловая скорость того из колес, по материалу которого определяют допускаемые напряжения, рад/с;

Lh – ресурс работы передачи, ч.; Lr – срок службы передачи, лет; Д – число рабочих дней в году;

41

С – число смен;

tc – продолжительность смены, ч.

Общее расчетное допускаемое контактное напряжение:

[s Í ]= 0,45×([s Í 1 ]+[s Í 2 ]), МПа

(2.2.4)

2.2.2 Проектировочный расчет

Межосевое расстояние

Из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

	aw	= K a	× (U + 1)× 3	T2	×10 3 × K í b		, мм	(2.2.5)
				[s í	]2 ×U 2	× Yba

где T2 – крутящий момент на выходном валу передачи, Н·м; U – передаточное число;

Ка – коэффициент межосевого расстояния (для косозубых колес и шевронных 43, для прямозубых 49,5);

КНb - коэффициент неравномерности нагрузки по ширине колеса(табли-

ца 2.2.2);

yba - коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию(для прямозубых передач yba=0,125…0,25; для косозубых yba=0,25…0,4; для шевронных yba=0,5…1,0).

Таблица 2.2.2 – Ориентировочные значения коэффициента KHb, для зубчатых передач, работающих при переменной нагрузке.

Расположение зубчатых колес	Твердость HB поверхностей зубьев
относительно опор	£350	>350
Симметричное (рисунок 1а)	1,00…1,15	1,05…1,25
Несимметричное (рисунок 1б)	1,10…1,25	1,15…1,35
Консольное (рисунок 1в)	1,20…1,35	1,25…1,45

Рисунок 2.2.1 – Схемы расположения

42

	Межосевое					расстояние				желательно				округлять			до	стандартного числа
(1-й ряд предпочтительнее 2-го):
	1 ряд		40							Межосевое расстояние aw, мм
				50	63	80 100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600 2000 2500
	2 ряд		71	90	112 140 180		224	280	335	450	560	710	900	1120	1400	1800	2240

Модуль числа зубьев и угол наклона зубьев колес

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекоменда-

ции:

mn = (0,01¸0,02) ×aw , мм

(2.2.6)

Округляется до стандартного числа из следующих рядов:

Нормальные модули зацепления m, мм

1	ряд	1 1,25	2	2,5	3	4	6	8	10	12	16	20
2	ряд	1,375 1,75	2,25	2,75	3,5	4,5	7	9	11	14	18	22

Определяем суммарное число зубьев:

	zS	=		2aw				(2.2.7)
				mn
Числа зубьев колеса и шестерни (при этом числа зубьев должны быть
целыми):				z S
z1 =								(2.2.8)
			(U + 1)
								(2.2.9)
z2 = zS - z1
Проверяем передаточное число:
d =	z2 / z1 - u				×100% < 2,5%			(2.2.10)
		u

Определяем основные размеры шестерни, колеса и степень точности колес

Параметр	Шестерни, мм	Колеса, мм
Делительный диаметр	d1 = mn × z1	d2 = mn × z2
Диаметр вершин	da1 = d1 + 2 ×mn	da2	= d2 + 2 ×mn
Диаметр впадин	d f 1 = d1 - 2,5 ×mn	d f 2	= d2 - 2,5 ×mn
Ширина зубчатого венца	b1 = b2 + 5	b2 =y ba ×aw