Расчет закрытой передачи (цилиндрического редуктора)

Выбор материала зубчатой передачи

В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые не легированные стали 45, 40Х.

Сталь в настоящее время — основной материал для изготовления зубчатых колес. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства применяют зубчатые колеса с твердостью материала не превосходящей 350 НВ. При этом обеспечивается чистовое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.

Определяем марку стали: для шестерни – 40Х, твердость ≥ 45HRCэ1; для колеса 40Х, твердость ≤350 НВ2 [1, с.49]. Разность средних твердостей НВ1ср – НВ2ср ≥ 70.

Определяем механические характеристики стали 40Х: для шестерни твер-дость 269 .302 НВ1, термообработка – улучшение и закалка ТВЧ. Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса:

НВ1ср = 285,5

НВ2ср = (235 + 262)/2 = 248,5.

Определение допускаемых контактных напряжений [σ]Н

Допускаемые контактные напряжения при расчетах на прочность определяются отдельно для зубьев шестерни [σ]Н1 и колеса [σ]Н2.

Рассчитываем коэффициент долговечности КHL. Наработка за весь срок службы:

для колеса: N2 = 573ω2Lh,

N1=48,26∙107 циклов;

для шестерни: N1 = N2∙uзп,

N2=10, 72∙107 циклов.

Число циклов перемены напряжений NН0, соответствующее пределу выносливости, находим по табл. 3.3 [3] интерполированием:

NН01 = 25∙106 циклов;

NН02 = 25∙106 циклов.

Так как N1>NН01 и N2>NН02, то коэффициенты долговечности КНL1 = 1 и

КHL2 = 1.

Так как N1>NН01 и N2>NН02, то коэффициенты долговечности КНL1 = 1 и КHL2 = 1.

Определяем допускаемое контактное напряжение [σ]Н0, соответствующее числу циклов перемены напряжений NН0 [3]

для шестерни:

[σ]Н01=1,8HВ1ср+67

[σ]Н01= 1,8∙285,5+67=580,9 Н/мм2;

для колеса:

[σ]Н02=1,8HВ2ср+67

[σ]Н02= 1,8∙248,5+67=514,3 Н/мм2.

Определяем допускаемое контактное напряжение:

для шестерни:

[σ]Н1=КHL1∙[σ]Н01

[σ]Н1= 1∙580,9=580,9 Н/мм2;

для колеса:

[σ]Н2=КHL2∙[σ]Н02

[σ]Н2= 1∙514,3=514,3 Н/мм2.

Так как НВ1ср – НВ2ср =285,5 – 248,5 = 20…50 НВ, то косозубая передача рассчитывается на прочность по меньшему допускаемому контактному напряжению.

Определение допускаемых напряжений изгиба [σ]F

Рассчитываем коэффициент долговечности КFL. Наработка за весь срок службы:

для колеса N2 = 10,72∙107 циклов;

для шестерни N1 =48,26∙107 циклов.

Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, NF0 = 4∙106 для обоих колес.

Так как N1>NF01 и N2>NF02, то коэффициенты долговечности

КFL1 = 1 и КFL2 = 1.

Определяем допускаемое напряжение изгиба [3], соответствующее числу циклов перемены напряжений NF0:

для шестерни:

[σ]F01 = 294,07 Н/мм2 в предположении, что m<8 мм;

для колеса:

[σ]F02 = 1,03HВ2ср = 1,03∙248,5 =255,96 Н/мм2.

Определяем допускаемое напряжение изгиба:

для шестерни:

[σ]F1 =294,07 Н/мм2;

для колеса:

[σ]F2 =255,96 Н/мм2.

Таблица 4

Составляем табличный ответ к задаче:

Проектный расчет закрытой зубчатой передачи

1. Определяем главный параметр — межосевое расстояние аW, мм:

где Ка — вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач Ка = 43;

- коэффициент ширины венца колеса, равный 0,28 .0,36 - для шестерни, расположенной симметрично относительно опор в проектируемых нестандартных одноступенчатых цилиндрических редукторах. Примем его равным 0,30;

u - передаточное число редуктора;

Другие статьи по теме

Расчет барабанной сушилки для сушки песка
В печах и сушилах силикатной промышленности осуществляются весьма сложные, ответственные технологические процессы, связанные с сушкой и обжигом материалов и изделий, а также с расплавлением шихтовых материалов. Поэтому вопросы те ...

Подшипники качения
В то время, как космические корабли бороздят просторы галактики… Сегодня трудно представить себе мир без компьютера, и мало кто задумывается, а что же на самом деле мы называем умными машинами. И уж точно ни ...