Определение допускаемых контактных напряжений при расчете зубьев на изгиб

Допускаемые контактные напряжения при расчете зубьев на изгиб определяются по следующей формуле: [4, c.10],

где - предел выносливости на изгиб при базовом числе циклов нагружения, МПа; - коэффициент безопасности; - коэффициент долговечности.

 

Таблица 3. Значение пределов выносливости и требуемых коэффициентов безопасности [4, c.11]

Термическая обработка и марка стали	Твердость НВ или HRC	, МПа
поверхности	сердцевины
Нормализация или улучшение	180…350НВ	1,35(НВ)+100	1,65

.

Значение коэффициента долговечности определим по следующей формуле: [4, c.11];

где m – показатель степени, зависящий от твердости; m=6 при твердости 350HB; - эквивалентное число циклов нагружения.

Значение эквивалентных чисел нагружения возьмем из предыдущего пункта: ; .

Для вала – шестерни: , примем равный 1;

;

Для колеса , примем равный 1.

.

Для дальнейших расчетов принимаем =228,34 МПа.

4.4. Определение предельно допускаемых напряжений

При кратковременных перегрузках (расчет на пиковые нагрузки) предельно допускаемые напряжения определяются по эмпирическим зависимостям:

при твердости 350HB [4, c.12];

при твердости 350HB [4, c.12];

Для вала – шестерни:

МПа;

Для колеса:

МПА;

.

4.5. Определение межосевого расстояния

Определение межосевого расстояния выполняется по формуле:

[4, c.12];

где - передаточное число зубчатой передачи; А – численный коэффициент,

А=310 для прямозубых передач [2, c.12]; - вращающий момент на валу колеса, ; - коэффициент ширины зубчатого венца колеса, =0,25;

- коэффициент нагрузки.

Коэффициент нагрузки определяется по следующей формуле:

[4, c.12];

где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, для прямозубых [2, c.12]; коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, при твердости 350HRB и для симметричных передач =1,075[4, c.12]; - коэффициент динамичности нагрузки, =1…1,1 [4, c.12], примем =1,05.

Ближайшее стандартное значение

4.6. Выбор модуля зацепления

При твердости зубьев шестерни и колеса 350HB

=(0,01…0,02) [4, c.13];

=(0,01…0,02) 125мм=(2…4). По ГОСТ 9563-80* принимаем стандартное значение =2мм.

4.7. Определение суммарного числа зубьев

Суммарное число зубьев определяется по следующей формуле:

[4, c.13];

число зубьев вала – шестерни; - число зубьев колеса.

, принимаем .

4.8. Определение числа зубьев шестерни и колеса

Число зубьев вала – шестерни определим по следующей формуле:

[4, c.13];

где - передаточное отношение зубчатой передачи.

, тогда число зубьев колеса [2, c.13]; .

Уточним передаточное отношение зубчатой передачи:

[4, c.13];

, полученное значение передаточного отношения в приделах погрешности совпадает с раннее полученным.

4.9. Проверка межосевого расстояния

Для шевронных редукторов: [4, c.13];

, полученное значение межосевого расстояния в приделах погрешности соответствует принятому ранее.

Определим значение делительных диаметров:

;

для шестерни: мм;

для колеса: мм.

4.10. Проверка значения

Определим значение ширины зубчатого венца колеса по следующей формуле: [4, c.14];

.

Значение ширины зубчатого венца шестерни найдем, исходя из следующего выражения: [4, c.14];

4.11. Определение окружной скорости в зацеплении

Значение окружной скорости в зацеплении определим по следующей формуле: [4, c.14],

где - значение делительного диаметра вала – шестерни, мм; - частота вращения вала – шестерни, .

4.12. Назначение степени точности передачи в зависимости от окружной скорости

Таблица 4. Степень точности зубчатых передач по ГОСТ 1643-81 [4,с.15]

Передача	Зубья	Предельная окружная скорость, м/с, при степени точности
Цилиндрическая	Прямые
Непрямые
Коническая	Прямые				1,5
Непрямые

4. 13. Уточнение коэффициента нагрузки

Значение коэффициента нагрузки определяем по следующей формуле:

[4, c.12];

При выбранной степени точности 8 и значение окружной скорости

принимаем =1, =1,1, ,05 [4, c.15-17];

.

4.14. Проверка величины контактного напряжения

Величину расчетного контактного напряжения можно определить по следующей формуле: [4, c.15];

, полученное значение величины контактного напряжение меньше допустимого и находится в пределах (0,8…1,05)[s]_H.

 

4.15. Проверка контактной прочности при кратковременных перегрузках

Величина максимального расчетного контактного напряжения можно определить по следующей формуле: [4, c.16];

где - отношение величины пикового крутящего момента к величине номинального крутящего момента, =1,2;

полученное значение величины максимального контактного напряжения при кратковременных перегрузках меньше допустимого.