5.1.3 Определение допускаемых напряжений изгиба [σ]f, н/мм2

а) Рассчитываем коэффициента долговечности К_FL.

Наработка за весь срок службы: для шестерни N₁ = 100,8*10⁶ циклов, для коле­са N₂ = 22,9*10⁶ циклов.

Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливо­сти, N_FO= 4*10⁶ для обоих колёс.

Так как N₁>N_FO1 иN₂>N_FO2, то коэффициент долговечности К_FL1=1 иK_FL2=1.

б) Определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее пределу изгибной выносливости при числе циклов перемены напряжений N_FO(по табл.3.1):

• для шестерни [σ]_FO1 = 1,03 HB_lcp= 294 Н/мм²;

• для колеса [σ]_FO2 = 1,03 НВ_2ср= 256 Н/мм².

в) Определяем допускаемое напряжение изгиба:

• для шестерни[σ]_F1 = K_FL1[σ]_FO1 =294 Н/мм²;

• для колеса [σ]_F2 = K_FL2[σ]_FO2 = 256 Н/мм².

Данные расчетов заносим в таблицу 9.

Таблица 9 - Механические характеристики материалов открытой зубчатой передачи.

Элемент передачи	Марка стали	Dпред	Термообработка	НВ1ср	[σ]Н	[σ]F
		Sпред		НВ2ср	Н/мм^2
Шестерня	40Х	125	У	285,5	580,9		294
Колесо	40Х	125	У	248,5	514,3		256

5.2 Проектный расчет

5.2.1 Определяем межосевое расстояниеa_ω, мм:

a_ω = K_a (u + 1) = 243,6 мм.

где K_a – вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач K_a = 49,5;

ψ_a = b₂/a_ω - коэффициент ширины венца, ψ_a = 0,2…0,25 – для шестерни, расположенной симметрично относительно опор в проектируемых нестандартных одноступенчатых цилиндрических редукторах;

u-передаточное число редуктора;

Т₂- вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Н·м;

[σ]_H - допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом,т.е. [σ]_H1Н/мм²;

К_Hβ-коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьевК_Hβ= 1.

Принимаем a_ω = 240 мм.

5.5.2Определяем модуль зацепления m, мм:

m ≥ мм.

где К_m-вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач К_m= 6,8;

d₂-делительный диаметр колеса, мм:

d₂= =391,9 мм;

b₂-ширина венца колеса, мм:

b₂= ψ_aa_ω = 52,8 мм;

[σ]_F – допускаемое напряжение изгиба материал колеса с менее прочным зубом, т.е. [σ]_F2, Н/мм²;

Так как передача открытая расчётное значение модуля m увеличением на 30% из за повышенного изнашивания зубьев: m= 2,19

Полученное значение модуля m округляем в большую сторону до стандартного m =3.

5.2.3 Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса

z_Σ = z₁ + z₂ = =160

Принимаем:z_Σ=153

5.2.4 Определяем число зубьев шестерни:

z₁= =29,6

Округляем z₁до 30 зубьев.

5.2.5Определяем число зубьев колеса:

z₂ =z_Σ-z₁= 130 .

5.2.6Определяем фактическое передаточное число u_ф и проверить его отклонение Δu от заданного u:

u_ф = z₂/z₁=4,33

Δu = ·100% =1,5 % < 4%.

5.2.7Определяем фактическое межосевое расстояние:

a_ω= = 240мм.

5.2.8 Определяем основные геометрические параметры передачи, мм, сводя их расчёт в таблицу 10

Таблица 10 -Основные геометрические параметры передачи

Параметр		Шестерня	Колесо
		Косозубая
Диаметр	Делительный	d1 = mz1=30	d2 = mz2=390
	Вершин зубьев	da1 =d1 + 2m=96	da2 =d2 + 2m=396
	Впадин зубьев	df1 =d1– 2,4m=82,,8	df2 = d2– 2,4m= 382,8
Ширина венца		b1 = b2 + (2…4) =55,8 (округляем b1 =56)	b2 = ψaaω = 52,8 (округляем b2 =53)

5.3 Проверочный расчёт

5.3.1 Проверяем межосевое расстояние:

a_ω = = 240 мм.

5.3.2 Проверяем пригодность заготовок колёс. Условие пригодности заготовок колёс:

D_заг ≤ D_пред; S_заг ≤ S_пред

Диаметр заготовки шестерни D_заг = d_a1 + 6 =102 мм.

Размер заготовки колеса закрытой передачи S_заг=8m = 24 мм.

С_заг=0,5*b₂=26,5мм, т.кС_заг S_заг, то

D_заг = 102 мм <D_пред = 125 мм; S_заг= мм<S_пред = 125 мм.

Условие выполняется.

5.3.3Проверяем контактные напряжения σ_H, Н/мм²:

σ_H = K = 474,4 Н/мм²≤ [σ]_H= 514,3 Н/мм

гдеК-вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передачК = 436;

F_t- окружная сила в зацеплении,Н:

F_t =2T_рм·10³/d₂ = 4372,3Н;

К_Hα-коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, в зависимости от окружной скорости колес υ = ω_рмd₂/(2·10³) =1,1

м/с и 9-ой степени точностиК_Hα = 1,05;

К_Hυ-коэффициент динамической нагрузки. В зависимости от окружной скорости колёс и степени точности передачи К_Hυ = 1,07

Недогрузка передачи составляет:100 – (474,4·100/514,3) = 7,8% < 5% (допускаемая недогрузка). Условие прочности выполняется.