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:
Элемент передачи |
Марка стали |
Термообработка |
НВ1ср |
[σ]Н |
[σ]F |
НВ2ср |
Н/мм2 | ||||
Шестерня |
40Х |
У |
285,5 |
580,9 |
294,07 |
Колесо |
40Х |
У |
248,5 |
514,3 |
255,96 |
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
Корректор СПГ 741
В последние годы в связи с увеличением цен на природный газ до мирового
уровня повышаются требования к объективности учета расходов газа и потребленных
объемов. Поэтому организация учета природного газа у потребителей, а также ...
История развития часов
В рамках экологического подхода все аспекты изучения
человека, включая и социальные стороны его жизнедеятельности, основываются
прежде всего на взаимодействии человека со средой. В число экологических
факторов, воздействующих на ...