Определение допускаемых контактных напряжений

 

Допускаемые контактные напряжения определяются при проектном расчёте по формуле [1, стр.27]:

                                                                              (4.2)

              где  - предел контактной выносливости при базовом числе циклов. Значения  определяются в зависимости от твердости поверхностей зубьев и способа термохимической обработки. Согласно [1, стр.27] при средней твёрдости поверхностей зубьев после улучшения меньше НВ350 предел контактной выносливости рассчитывается по формуле:

                       ;                                                     (4.3)

                        - коэффициент долговечности; если число циклов нагружения каждого зуба колеса больше базового, то принимают =1. В других условиях, когда эквивалентное число циклов перемены напряжений  меньше базового , то, согласно [1, стр.28] вычисляют  по формуле:

                       .                                                              (4.4)

Базовое число циклов  определяют в зависимости от твёрдости стали: по [1, стр.27] при твёрдости стали НВ 200-500 значение  возрастает по линейному закону от 10⁷ до . Т.е. для НВ = 260  = , а для НВ = 280 = ;

                        - коэффициент безопасности; согласно [1, стр.29] для колёс из улучшенной стали принимают = . В данной работе предлагаю использовать среднеарифметическое =1,15.

 

 

Определение эквивалентного числа циклов перемены напряжений

 

Эквивалентное число циклов перемены напряжений будем рассчитывать по формуле:

                       ,                                        (4.5)

              где  - частота вращения вала, мин^-1;

                       t – общее календарное время работы привода с учётом коэффициента загрузки привода в сутки K_сут = 0,5 и год K_год = 0,7, а также срока службы привода h = 8 лет;

 часов;

                       T – момент, развиваемый на валу.

Применительно к нашему графику нагрузки: Т₁ = Т при t₁ = ;

Т₂ =  при t₂ = 0,7t.

Определим по формуле 4.4 эквивалентные числа циклов перемены напряжений для валов II, III, IV:

 

= ;

= ;

= .

Так как во всех трёх случаях число циклов нагружения каждого зуба колеса больше базового, то принимаем =1.

 

 

Определение допускаемых напряжений для шестерни

 

Определяем допускаемые напряжения для шестерни Z₁ по выражению 4.2:

 Н/мм².

 

 

Определение допускаемых напряжений для колеса

 

Определяем допускаемые напряжения для колеса Z₂ по выражению 4.2:

 Н/мм².

 

Определение расчётного допускаемого контактного напряжения для косозубых колёс

 

Согласно [1, стр. 29] для непрямозубых колёс расчётное допускаемое контактное напряжение определяют по формуле:

                       ,                                              (4.6)

где  и  - допускаемые контактные напряжения соответственно для шестерни Z₁ и колеса Z₂.

Найдём расчётное допускаемое контактное напряжение, после чего стоит проверить выполняемость условия 1,23 , см [1, стр. 29]:

 Н/мм²;

так как 507,26 Н/мм² <  Н/мм², то проверочное условие выполняется.

 

 

Расчёт межосевого расстояния для быстроходной ступени

 

По выражению 4.1 рассчитаем межосевое расстояние, принимая :

=

=  мм.

Округляем до стандартного значения по СТ СЭВ 229-75  = 125 мм, см. [1, стр. 30].

 

 

Определение модуля

 

Согласно [1, стр. 30] модуль следует выбирать в интервале :

=  мм;

по СТ СЭВ 310-76, см. [1, стр. 30], принимаем 1,5.

 

 

4.1.10 Определение числа зубьев шестерни Z ₁ и колеса Z ₂

 

Определим суммарное число зубьев шестерни и колеса по формуле, предложенной в [1, стр. 30]:

                       ,                                                (4.7)

              где  - угол наклона линии зуба; для косозубых передач  принимают в интервале , см. [1, стр. 30].

Принимаем предварительно =10⁰ и рассчитываем число зубьев шестерни и колеса:

;

принимаем =164.

Определяем число зубьев шестерни по формуле [1, стр. 30]:

                       ;                                                              (4.8)

Принимаем =33.

Рассчитаем :

По полученным значениям оределяем передаточное отношение:

;

расхождение с ранее принятым не должно превышать 2,5%. Вычислим погрешность:

, что меньше 2,5%.

Определим уточнённое значение угла наклона зуба:

    отсюда  = 10,26⁰.

После всех округлений проверим значение межосевого расстояния по следующей формуле, см. [1, стр. 31]:

                       ;                                         (4.9)

 мм.