Проектировочный расчет

1 Назначение материалов и расчет допускаемых напряжений.

Для повышения несущей способности шевронной передачи назначаем твердость зубьев шестерни более чем 100 НВ больше твердости зубьев колеса.

По табл. , выбираем:

• для шестерни принимается Сталь 40Х с термообработкой - улучшение, поверхностная закалка ТВЧ с твердостью 50…55HRC_Э (наиболее вероятная твердость ), , при диаметре заготовки до 125 мм;

• для колеса принимается Сталь 40Х с термообработкой - улучшение с твердостью 269…302 НВ (наиболее вероятная твердость ), , при диаметре заготовки до 280 мм.

Допускаемые контактные напряжения:

.

Для шестерни:

(см. табл.);

принимается

;

(принято );

(ожидается V<5 м/с);

(обильно смазываемая передача);

(ожидается диаметр колес меньше 700 мм).

_{Для колеса:}

(см.табл.);

;

принимается

;

Для косозубых (шевронных) передач, если твердость зубьев хотя бы одного колеса Н<350 НВ, за расчетное допускаемое контактное напряжение берут:

Принимается .

2 Назначение ориентированного угла наклона зуба и коэффициентов.

Назначаем угол наклона зуба .

Для полушеврона из рекомендаций назначаем: коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно межосевого расстояния (см.табл.); (см.табл. при ; колеса прирабатываются, положение колеса - вблизи одной из опор).

(колеса прирабатываются);

(ожидается 8-я степень точности и окружная скорость до 10 м/с).

3 Расчет межосевого расстояния.

Принимается из табл. .

4 Назначение модуля.

.

Принимается из табл. .

5 Назначение числа зубьев и уточнение угла наклона зуба.

.

Принимается: Z₁+Z₂=82.

.

.

Принимается:

Z₁=15.

.

.

6 Расчет геометрических размеров зубчатых колес.

Ширина полушеврона

.

Принимаем из табл. .

Проверка принятой ширины на торцевое перекрытие:

- торцевое перекрытие обеспечено.

;

;

;

;

;

.

Проверка: .

.

7 Назначение степени точности.

.

Назначается степень точности 9В (см.табл.,).

Проверочный расчет

1 Проверка на контактную усталостную прочность.

,

.

Принимается:

;

;

;

;

(табл.);

(табл.);

.

536 МПа< 668 МПа – контактная усталостная прочность обеспечена.

2 Проверка на усталостную изгибную прочность.

.

Выясняется, по какому из зубчатых колес пары вести расчет, для чего для шестерни и колеса рассчитывается .

Допускаемое изгибное напряжение

,

где (см. табл.);

(одностороннее приложение нагрузки).

Для шестерни:

, принимается ;

- для всех сталей;

(см.табл. при вероятности неразрушения зубьев более 0,99);

.

Для колеса:

, принимается ;

;

.

(см. табл. при );

;

Более «слабым» элементом является колесо, по которой ведется дальнейший расчет.

.

Принимается:

;

;

(см.табл. при ; положение колеса - вблизи одной из опор, колеса прирабатывающиеся);

;

(см.табл. ).

.

79 МПа < 273 МПа – изгибная усталостная прочность обеспечена.

3 Проверка на контактную прочность при действии максимальных перегрузок.

,

,

где .

,

где (см.табл.), выбираем по наименее твердому колесу 2.

.

905 МПа < 1792 МПа – контактная прочность при действии максимальных перегрузок обеспечена.

4 Проверка на изгибную прочность при действии максимальных перегрузок.

,

.

.

225 МПа < 825 МПа – изгибная прочность при действии максимальных нагрузок обеспечена.