3.Выбор материала зубчатых передач. Определение допускаемых напряжений.
1. Зубчатые передачи
Выбор материала, термообработки и твердости Таблица 3.1
Параметр |
Для передач с непрямыми зубьями при средней мощности |
|||
Шестерня |
Колесо |
|||
Материал |
Сталь 45 |
|||
Термообработка |
Улучшение |
Нормализация |
||
Твердость |
235..262 HB |
179..207 HB |
||
Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений NH0; NF0, Н/мм |
[σ] H0 |
1.8HBср+67 1.8*248+67= 513 |
1.8HBср+67 1.8*193+67=414 |
|
[σ] F0 |
1.03HBср=1.03*248=255 |
1.03HBср=1.03*193=199 |
||
2. Определим коэффициент KHL долговечности для зубьев шестерни KHL1 и колеса KHL2
KHL =
,
где
NH0 – число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости; N- число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка), N = 573ωLh. Здесь ω – угловая скорость соответствующего вала (1/с), Lh – срок службы привода (ч.).
N1 = 573ω1Lh = 573·300,3·24,41*10³ = 4 200·10^6
N2 = 573ω2Lh = 573·60,06·24,41*10³ = 840·10^6
Расчет коэффициента долговечности для зубьев шестерни KHL1 и колеса KHL2:
KHL1 =
=
= 0,43
KHL2 =
=
= 0,48
Так как N > NH0, то КHL = 1.
Допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса рассчитываются по формуле:
[σ]H = KHL[σ]H0.
Тогда:
[σ]H1 = 1*513 = 513 (Н/мм²)
[σ]H2 = 1*414 = 414 (Н/мм²)
3. Определение допускаемых напряжений изгиба.
Поверочный расчет зубчатых передач на изгиб выполняется отдельно для зубьев шестерни и колеса по допускаемым напряжениям изгиба [σ]F1 и [σ]F2, которые определяются по формуле:
[σ]F = KFL[σ]F0,
Коэффициент долговечности для зубьев шестерни и колеса:
KHL =
,
где
NF0 = 4*10⁶ - число циклов перемены напряжений для сталей, соответствующее пределу выносливости.
KFL1 =
=
= 0,31
KFL2 =
=
= 0,41
Так как N > NF0, то КFL = 1, то:
[σ]F01 = 1*255 = 255 МПа.
[σ]F02 = 1*199 = 199 МПа.
Для реверсивной передачи следует уменьшить [σ]F02 на 25% тогда:
[σ]F02 = 255*0.75 = 191
[σ]F01 = 199*0.75 = 149 МПа
4.Результаты вычислений занесем в таблицу
Механические характеристики материалов зубчатой передачи Таблица 3.2
Элемент передачи |
Марка стали |
Dпред |
Термообработка |
НВср |
σв |
σ-1 |
[σ]Н |
[σ]F |
Sпред |
Н/мм² |
|||||||
Шестерня |
45 |
125 |
Улучшение |
248 |
780 |
335 |
513 |
191 |
80 |
||||||||
Колесо |
45 |
|
Нормализация |
193 |
600 |
260 |
414 |
149 |
|
||||||||