4.1.6 Силы в зацеплении

Рисунок 4.2 – Силы в зубчатом зацеплении

Окружная сила .

Радиальная сила .

Осевая сила .

4.1.7 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям

Контактная выносливость устанавливается сопоставлением действующих в полюсе зацепления расчетного и допускаемого контактных напряжений:

.

Контактное напряжение в полюсе зацепления при определяют следующим образом:

.

Коэффициент нагрузки определяют по зависимости

,

где – коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку,[11, табл.6],

–коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку,

,

где – удельная окружная динамическая сила,

,

где ,[11, табл.8,9]

.

–коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, [11, черт.13а],

–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями,

[11].

.

–коэффициент, учитывающий механические свойства сопряженных колес, для стальных колес ,

–коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления, ,

–коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий,

.

Проверочный расчет выполняется, т.к. .

Перегрузка составляет

4.1.8 Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба

Проверка изгибной прочности для косозубых колес производится по формуле ,

Определяем менее прочное зубчатое колесо.

Коэффициент, учитывающий форму зубьев [3, рис. 8.20]

; .

Находим отношения: ,.

Так как , то расчет ведем по шестерне (,).

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев.

Удельная расчетная окружная сила .

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями .

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, определяется по рис. 4.2.2в [5, стр. 50].

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении .

Удельная окружная динамическая сила ;

- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи, определяется по табл. 4.2.11 [5, стр.51], .

;

Удельная расчетная окружная сила в зоне ее наибольшей концентрации:

.

Тогда .

Таким образом, удельная расчетная окружная сила

.

Тогда расчетные контактные напряжения .

Проверочный расчет выполняется, т.к. .

4.1.9 Проверочный расчет на выносливость при перегрузках

Максимальные контактные напряжения при перегрузках:

.

Проверочный расчет выполняется, т.к.

Максимальные напряжения изгиба при перегрузках:

.

Проверочный расчет выполняется, т.к. .

4.2 Расчет червячной передачи

4.2.1 Материалы червяка и колеса

По рекомендациям справочных таблиц для червяка принимаем сталь марки 40Х, с улучшением и закалкой ТВЧ со следующими характеристиками [8, c. 277, табл. 10.15]:

твёрдость зубьев:

в сердцевине: 269 - 302 НВ;

на поверхности: 45 - 50 НRC;

;

Материал зубчатого венца червячного колёса по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств и рекомендуемым для применения скоростям скольжения относим ко II-й группе со скоростью скольжения [8, c. 354]:

;

принимаем материал безоловянистая бронза БрФ10Ж3М, со следующими характеристиками[8, c. 355, табл. 12.8]:

;

;

4.2.2 Допускаемые напряжения

4.2.2.1 Допускаемые контактные напряжения

Для II-й группы материалов [8,с.356]

4.2.2.2 Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба вычисляем для зубьев червячного колеса[8, c. 356, табл. 12.9]:

где - коэффициент долговечности;

Здесь - эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса

за весь срок службы передачи.

Суммарное число циклов перемены напряжений[8, c. 356]:

;

где L_h- время работы передачи, ч.

Коэффициент эквивалентности K_FE вычисляют по формуле[8, c. 356]::

;

Исходное допускаемое напряжение []_Fo изгиба для материала II группы:

. [п.4.1.2]

В итоге допускаемые напряжения изгиба имеем: