4. Проектувальні розрахунки

4.1 Розрахунок циліндричної косозубой передачі 1-2

Вихідні дані вибираємо з результатів кінематичного розрахунку табл.4.

Р₁ = 3,95 кВт; Р₂ = 3,67 кВт; n₁ = 848,21хв^-1; n₂ =302,93 хв^-1; U₁₂ = 2.8.

Призначення матеріалів і розрахунок напруг, що допускаються.

Приймаємо для виготовлення косозубої циліндричної шестірні Сталь 40Х з термообробкою (поліпшення, гартування СВЧ) із твердістю 50…55 НRC (табл.26 [1]). Для розрахунку приймаємо твердість Н₁ = 52HRC .

Приймаємо для колеса Сталь 40Х (поліпшення) із твердістю 269…302 НВ (табл.26 [1]). Для розрахунку приймаємо твердість Н₂ =285НВ.

Контактні напруги, що допускаються:

Для шестірні:

σ_{H lim b} = 17 H_HRC + 200 = 17 · 52 + 200 = 1084 МПа (табл. 28[1]).

S_H = 1,2 (табл. 29[1]).

Приймаємо рівним 1,0 , так як K_HL < 1 (стр.91[1]).

де N_HO = 30H _HB ^2,4 = 30∙520^2,4 =98975859;

Z_R = 1 (прийнята Ra=1.25…0.63);

Z_v =1 (очікується V< 5 м/с);

K_L =1 (рясно змащувана передача);

K_XH = 1 (очікуваний діаметр колеса менше 700 мм).

Для колеса:

σ_{H lim b} = 2 H_HВ + 70 = 2 · 285 + 70 = 640 МПа (табл. 28[1]).

S_H = 1,1 (табл. 29[1]).

N_HO = 30 HB^2,4 = 30•285^2,4 = 23374855;

N_HE2 = N_HE1/u_1-2 = 308256478/2,8 = 110091599

Z_R = 1 (прийнята Ra=1.25…0.63);

Z_v =1 (очікується V< 5 м/с);

K_L =1 (рясно змащувана передача);

K_XH = 1 (очікуваний діаметр колеса менше 700 мм).

Для косозубих передач, якщо твердість зубців хоча б одного колеса Н < 350 НВ за розрахункове контактне напруження що допускається беруть

[σ]_{Н роз} =0,45([σ]_Н1 +[σ]_Н2 ) = 0,45(903+582) = 668 МПа.

[σ]_{Н роз} <1,25[σ]_Н2 = 1,25х582= 727,5 МПа.

Назначаємо кут нахилу зубців β = 16^о.

Для колеса з рекомендацій назначаємо: коефіцієнт ширини зубчастого вінця колеса відносно міжосьової відстані ψ_ba = 0,315 (табл.30[1]).

Коефіцієнт К_Н = К_Нα К_Нβ К_Нν

К_Нα=1,13(очікуєма 8-а ступінь точності і колова швидкість до 10 м/с)

К_Нβ – коефіцієнт що ураховує розподілення навантаження по ширині вінця.

К_Нβ=1.

По табл.37[1] при b/d₁ = ψ_ba (u₁₂+1)/2 = 0,315(2,8+1)/2 = 0,6; (колесо припрацьовується; положення колеса – посередині між опорами).

К_Нν – коефіцієнт динамічності навантаження. В проектних розрахунках приймається рівним 1,2 [1, стр.96].

Розраховуємо міжосьову відстань.

По конструктивним розміркуванням і з табл.32 приймаємо а = 90 мм.

Призначення модуля. m_n = (0,01... 0,025)a = (0,01…0,025)90=(0,9…2,25)мм.

Приймаємо з табл.33 m = 2 мм.

Визначаємо число зубів і знаходимо кут нахилу

Приймаємо = 86.

Z₂ = (Z₁ +Z₂) - Z₁ = 86 – 23 = 63

U_12ф=z₂/z₁=63/23=2,74

<[ U ]=2,5%.

Розрахунок геометричних розмірів зубчастих коліс.

Ширина вінця колеса: b₂ = b_ω ≈ ψ_ba∙ a = 0,315 ∙ 90 = 28,4 мм.

По табл.34 приймаємо b₂ =30 мм.

Перевіряємо на торцеве перекриття

b₂ ≥ 4m_n/sinβ = 4∙ 2 /sin = 27,1 – торцеве перекриття забезпечено.

d₁ = m ∙ z₁ /cosβ= 2 ∙ 23/ = 48,1395 мм - діаметр ділильного кола.

d_a1 = d₁ + 2m = m(z₁+2) = 48,1395 + 2 ∙ 2 = 52,1395 мм - діаметр кола виступів.

d_ƒ1 = d₁ – 2,5m = m(z₁+2,5) = 48,1395 – 2,5 ∙ 2 = 43,1395 мм – діаметр кола западин.

d₂ = m ∙ z₂ /cosβ = 2 ∙ 63/ = 131,8603 мм.

d_a2 = d₂ + 2m = 131,8603 + 2 ∙ 2 = 135,8603 мм.

d_ƒ2 = d₂ – 2,5m = 131,8603 - 2,5 2 = 126,8603 мм.

Перевірка: d_1/2 + d_2/2 = 48,1395 /2 +131,8603 /2 = 90 мм.

Призначення ступеня точності

Підставою для призначення ступеня точності зубчастих коліс є колова швидкість

Призначаємо ступінь точності 9-В ГОСТ 1643-81 (табл.35,36).