Раздел 3 Выбор материалов зубчатых передач. Определение допускаемых напряжений
3.1 Выбираем материал зубчатой передачи:
а) по таблице 3.1 определяем, марку стали:
для шестерни – сталь40Х, твёрдость ≥45 НRCэ1;
для колеса – сталь 40Х, твёрдость ≤350 НВ2.Разность средних твердостей
НВ1ср- НВ2ср≥ 70
б) по таблице 3.2 определяем, механические характеристики стали 40Х:
для шестерни твёрдость 45…50 НRCэ1, термообработка – улучшение и закалка ТВЧ, Dпред=125 мм;
для колеса твёрдость 269…302 НВ2, термообработка – улучшение, Sпред=80 мм.
в) определяем среднюю твёрдость зубьев шестерни и колеса:
НRCэ1ср=(45+50)/2=47,5;
НВ2ср=(269+302)/2=285,5
По графику находим НВ1ср=457.
3.2 Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни [δ]н1 и колеса [δ]н2:
а) рассчитываем коэффициент долговечности КHL.
Наработка за весь срок службы:
Lh= Lt∙365∙8=6∙365∙8=17520
для колеса N2=573∙ω∙Lh=573∙3.80∙17520∙103=36∙106 циклов;
Так как N1>Nно1 и N2>Nно2, то коэффициент долговечности КHL1=1 и КHL2=1.
б) по таблице 3.1 определяем допускаемое контактное напряжение [δ]но, соответствующее числу циклов перемены напряжений Nно:
для шестерни [δ]но1=14∙НRCэ1ср+170=14∙47,5+170=835Н/мм2;
для колеса [δ]но2=1,8∙НВ2ср+67=1,8∙285,5+67=580,9Н/мм2.
в) определяем допускаемое контактное напряжение:
для шестерни [δ]н1=КHL1∙[δ]но1=1∙835=835Н/мм2;
для колеса [δ]н2=КHL2∙[δ]но2=1∙580,9=580,9Н/мм2.
3.3 При этом допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни [δ]F1 и [δ]F2:
а) рассчитываем коэффициент долговечности КFL.
Наработка за весь срок службы:
для шестерни N1=36∙106 циклов;
для колеса N2=162∙106 циклов.
Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, NFO=4∙106 для обоих колёс.
Так как N1>NFO1 и N2>NFO2, то коэффициент долговечности KFL1=1 и KFL2=1.
б) по таблице 3.1 определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу циклов перемены напряжений NFO:
для шестерни [δ]FO1=310 Н/мм2 в предположении, что m<3мм;
для колеса [δ]FO2=1,03∙НВср2=1,03∙285,5=294 Н/мм2.
в) определяем допускаемое напряжение изгиба:
для шестерни [δ]F1=KFL1∙[δ]FO1=1∙310=310 Н/мм2;
для колеса [δ]F2=KFL2∙[δ]FO2=1∙294=294 Н/мм2.
Так как передача реверсивная, то [δ]F уменьшаем на 25%:
[δ]F1=310∙0,75=232,5 Н/мм2;
[δ]F2=294∙0,75=220,5 Н/мм2.
3.4 Составляем табличный отчёт:
Элемент передачи |
Марка стали |
Dпред |
Термообра-ботка |
HRCэ1ср |
[δ]н |
[δ]F |
Sпред |
НВср2 |
Н/мм2 |
||||
Шестерня |
40Х |
125 |
У |
47,5 |
835 |
232,5 |
Колесо |
40Х |
80 |
У+ТВЧ |
285,5 |
580,9 |
220,5 |
