Проверочный расчет по напряжениям изгиба.

Выбор материала и расчет допускаемых напряжений.

Марку материала зубчатых колес избираем зависимо от мощности и продолжительности работы, (выбирают по табл. 2.2 из источника 2).

Материал – сталь 40Х, при термической обработке (большая закалка).

Режим работы передачи – тяжелонагруженная, т.к. ( Р ≥5,5...7,5 кВт)

HB1= HB2 = 400

HRC = 40

Допускаемые контактные напряжения.

Определение допускаемых контактных напряжений, в случае различной Проверочный расчет по напряжениям изгиба. твердости материала шестерни и колеса, проводят раздельно для зубьев шестерни [σH ]1 и колеса [σH]2 по формуле

где

σ HO 1,2 - предел выносливости по контактным напряжениям, определяется

твердостью рабочей поверхности зубьев шестерни и колеса, (выбирают по табл. 2.3 из источника 2);

σ HO 1,2 = 18·HRC+150

σ HO 1,2 = 18·40+150 = 870 (МПа)

s H 1,2 - коэффициент безопасности при расчете по контактным напряжениям, (выбирают Проверочный расчет по напряжениям изгиба. по табл. 2.3 из источника 2);

s H 1,2 = 1.10

KHL 1,2 - коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям.

Коэффициент долговечности может изменяться:

при нормализации и улучшении в границах 1,0≤ KHL 1,2 ≤2,4;

при поверхностной закалке в границах 1,0≤ KHL 1,2 ≤1,8.

Если в итоге расчета выходит KHL 1,2 < 1,0, то принимают: KHL 1,2 = 1,0

Коэффициент долговечности определяют с учетом сопротивления вялости, в

зависимости от срока службы Проверочный расчет по напряжениям изгиба. и режима работы передачи по формуле:

где

NHO 1,2 - базисное число циклов контактных напряжений, находится в зависимости от твердости

материала шестерни и колеса, определяется по формуле:

NHO 1,2 = 30 х (400)2,4 = 5,273 х 107

NHE 1,2 - расчетное число циклов контактных напряжений.

Расчетное число циклов контактных напряжений определяют по формуле:

NHE 1 = 0,5 х (60 х 488 х 20000) = 2,93 х 108

NHE 2 = 0,5 х (60 х 155 х 20000) = 0,93 х Проверочный расчет по напряжениям изгиба. 108

KHL 1 =

KHL 2 =

[σH ]1,2 = = 791 (МПа)

Расчетное допускаемое контактное напряжение:

[σH ]1,2 = = 791 (МПа)

Допускаемые напряжения извива.Определение допускаемых напряжений

извива, в случае различной твердости материала шестерни и колеса, проводится раздельно для зубьев шестерни [σF]1 и колеса [σF]2 по формуле:

где

σ FO 1,2 - предел выносливости по напряжению извива, определяется твердо-

стью рабочей поверхности Проверочный расчет по напряжениям изгиба. зубьев шестерни и колеса, (выбирается по табл. 2.3 из источника 2);

σ FO 1,2 = 500 (МПа)

sF 1,2 - коэффициент безопасности при расчете по напряжениям извива, (выбирается по табл. 2.3 из источника 2);

sF 1,2 = 1,75

KFC - коэффициент, учитывающий воздействие двухстороннего приложения нагрузки;

KFC = 1,0 – односторонняя нагрузка;

KFL 1,2 - коэффициент долговечности при расчете по напряжениям извива.

При твердости материала>350 HB определяют по формуле:

где Проверочный расчет по напряжениям изгиба. NFO - базисное число циклов напряжений извива;

NFO =4·106 ;

NFE 1,2 - расчетное число циклов напряжений извива.

Расчетное число циклов напряжений извива определяют по формуле:


где KFE - коэффициент режима работы при расчете на извив, (выбирают по табл.

2.4 из источника 2);

KFE =0,2;

NFE 1 = 0,2 х (60 х 488 х 20000) = 11,71 х 107;

NFE 2 = 0,2 х (60 х 155 х 20000) = 3,72 х 107;

KFL 1 =

KFL 2 =

Если Проверочный расчет по напряжениям изгиба. в итоге расчета выходит KFL 1,2 < 1,0, то принимают KFL 1,2 = 1,0.

[σF]1,2 = = 285,7 (МПа)

Проектный расчет.

Тип передачи: прямозубая.

Приблизительно определим наружный поперечник зубчатого колеса :

где Kd - вспомогательный коэффициент,

Kd = 96 МПа1/3 ;

Kbe - коэффициент дела ширины конического колеса к наружному

поперечнику,

Kbe ≈ 0,2…0,3, рекомендуется принимать Kbe =0,285;

kHβ - коэффициент концентрации нагрузки, выбирают по рис. 2.3 из Проверочный расчет по напряжениям изгиба. источника 2 зависимо от ψbd ≈ 0,166 ;

ψbd ≈ 0,166 = 0,55

kHβ = 1,5

υ H - коэффициент, учитывающий снижение нагрузочной возможности конических передач по сопоставлению с цилиндрическими,

υ H = 0,85.

de2’ = = 232 (мм)

Приобретенное значение de2’ округляют до стандартного наружного поперечника de2

по ГОСТ 12289-76.

de2 = 225 (мм)

Определим наружный поперечник шестерни:

de1= 225/3,15 = 71 (мм)

Определим число зубьев шестерни z1 (выбирают по табл. 2.12 из источника 2):

z1’= z Проверочный расчет по напряжениям изгиба.1 = 18

и колеса:

z2= z1 х u = 18 х 3,15 = 56

Проверка:

u = z2 / z1 = 56/18 = 3,14

Отклонение приобретенного значения u от данного должно быть менее ± 4 %.

Определим наружный окружной модуль зацепления передачи:

me' = de1 / z1 = 71/18 = 3,95 (мм)

Приобретенное значение me' необходимо округлять до стандартного значения me по ГОСТ 9563-80.

me = 4 (мм)

Определим наружный поперечник шестерни и колеса Проверочный расчет по напряжениям изгиба.:

de1= 4 х 18 = 72 (мм)

de2 = 4 х 56 = 224 (мм)

Определим углы делительных конусов с точностью до секунды:

δ2 = arctg(3,15) = 72,39 (град.)

δ1 = 90 - δ2 = 90 – 72,39 = 17,61 (град.)

Определим наружное конусное расстояние:

Rе =

Для конических прямозубых колес форма зубьев - I.

Определим ширину зубчатого колеса:

b’ = Kbe х Re = 0,285 х 118 = 33,63 (мм)

Приобретенное значение округляют до стандартного значения b по желательному Проверочный расчет по напряжениям изгиба. ряду Ra 40.

b = 34 (мм)

Определим средний поперечник шестерни и колеса:

dm1 =

dm2 =

Определим средний окружной модуль:

mm = 60,77 / 18 = 3,38 (мм)

Определим окружную скорость:

v =

Назначают степень точности и вид сопряжения конической передачи согласно

ГОСТ 1758-81.

Степень точности : 8-В

Для увеличения сопротивления заеданию конические передачи рекомендуется

делать со смещением. Шестеренку с положительным смещением + xe1 , а колесо Проверочный расчет по напряжениям изгиба. с отрицательным − xe2 = xe1 . Величина смещения определяется по формуле:

xe1 = − xe2 =

2.3 Проверочный расчет по контактным напряжениям.

Определяют контактные напряжения по формуле:

где ZE - коэффициент, учитывающий характеристики материала шестерни и колеса,

ZE =275 МПа1/2 ;

ZH - коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей зубьев,

ZH =

Z ε - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактной полосы;

Z Проверочный расчет по напряжениям изгиба. ε =

kH - коэффициент расчетной нагрузки при расчете на контактные напряжения.

Коэффициент определяется kH = kHβ х kHV х kHα ,

где kH β - коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий неравномерное рассредотачивание нагрузки по полосы контакта зубьев, выбирают по рис. 2.3 из источника 2 зависимо от ψbd;

kH V - коэффициент динамичности нагрузки, учитывающий дополнительную

динамическую нагрузку, определяют по Проверочный расчет по напряжениям изгиба. табл. 2.7из источника 2;

kHα - коэффициент нагрузки в зацеплении, учитывающий неравномерность

рассредотачивания нагрузки меж парами зубьев (только для косозубых передач), определяют по табл. 2.8 из источника 2.

kH = 1,5 х 1,06 х 1,07 = 1,7

σH =

Отклонение возникающего контактного напряжения от допускаемого для конических зубчатых передач может составлять: при перегрузке до 5 %; при недогрузке до 10 %. Если условие прочности не производится Проверочный расчет по напряжениям изгиба., необходимо поменять ширину венца колеса b* ≈ b х (σ H /[σ H ])2.

ДσH =

Проверочный расчет по напряжениям извива.

Проверка по напряжениям извива ведется по тому из зубчатых колес, для которого отношение [σF]1 / YF1 и [σF]2 / YF2 является наименьшим.

YF - коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев

шестерни и колеса: zV1 = z1/ cos Проверочный расчет по напряжениям изгиба.δ 1 и zV 2 = z2 / cosδ 2, определяют по табл. 2.14 из источника 2.

zV1 = z1/ cosδ 1=18 / cos(17,61)=18,88 zV 2=z2 / cosδ 2 = 56 /cos (72,39) = 185,1

YF1 = 3,56 YF2 = 3,61

Для предстоящего расчета избираем наименьшее из отношений:

[σF]2 / YF2 = 285,7 / 3,61 = 79,14

Определим возникающие напряжения извива по формуле:

υF - коэффициент, учитывающий снижение нагрузочной возможности конических передач по сопоставлению с цилиндрическими, υF = 0,85;

kF - коэффициент Проверочный расчет по напряжениям изгиба. расчетной нагрузки для напряжений извива.

Коэффициент определяется kF = kFβх kFV;

где kFβ - коэффициент концентрации нагрузки, выбирают по рис. 2.4 из источника 2 зависимо от ψ bd ;

kFβ = 1,5

kFV - коэффициент динамичности нагрузки, определяется по табл. 2.10 из источника 2.

kFV =1,06

kF = 1,5 х 1,06 = 1,59;

σF =

При проверочном расчете σF обычно выходит меньше [σF], потому Проверочный расчет по напряжениям изгиба. что нагрузочная способность закрытых конических передач ограничивается контактными напряжениями.


provodit-tolko-na-rovnoj-zhestkoj-poverhnosti.html
provoditsya-audiozapis-detej-na-voprosi-o-mame.html
provoditsya-konkurs-disko-pati-volnuetsya-raz.html