Проверка зубьев передачи на изгиб

Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле 3.31[1]:

sF= £ [sF]

Здесь коэффициент нагрузки KF= KFbxKFv(см. стр. 42[1]), в соответствии с рекомендациями на стр. 53[1]. По таблице 3.7[1] выбираем коэффициент расположения колес KFb= 1, 973, по таблице 3.8[1] выбираем коэффициент KFv=0, 578.

Таким образом коэффициент KF= 1, 973 x0, 578 = 1, 14. uF=0.85 - опытный коэффи-циент, учитывающий понижение нагрузочной способности конической прямозубой пере-дачи по сравнению с цилиндрической. YF- коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа zv(см. гл.3, пояснения к формуле 3.25[1]):

у шестерни: zv1= = = 26, 23

у колеса: zv2= = = 261, 083

Тогда: YF1= 3, 875; YF2= 3, 519

Допускаемые напряжения находим по формуле 3.24[1]:

[sF] =.

где KFL- коэффициент долговечности.

KFL=,

где NFO- базовое число циклов нагружения; для данных сталей NFO= 4000000;

NF= 60 xn xc xtS

Здесь:

- n - частота вращения, об./мин.; nшест.= 451, 204 об./мин.; nкол.= 143, 239 об./мин.

- c = 1 - число колёс, находящихся в зацеплении;

tS= 365 xLгxC xtc- продолжительность работы передачи в расчётный срок службы, ч.

- Lг=10 г. - срок службы передачи;

- С=1 - количество смен;

- tc=8 ч. - продолжительность смены.

tS= 365 x10 x1 x8 = 29200 ч.

Тогда:

NF(шест.)= 60 x451, 204 x1 x29200 = 790509408

NF(кол.)= 60 x143, 239 x1 x29200 = 250954728

В итоге получаем:

КFL(шест.)= = 0, 556

Так как КFL(шест.)< 1.0, то принимаем КFL(шест.)= 1

КFL(кол.)= = 0, 631

Так как КFL(шест.)< 1.0, то принимаем КFL(шест.)= 1

Для шестерни: soF lim b= 950 МПа;

Для колеса: soF lim b= 950 МПа.

Коэффициент [Sf] безопасности находим по формуле 3.24[1]:

[SF] = [SF]' x[SF]".

где для шестерни [SF]' = 1, 55;

[SF]' = 1;

[SF(шест.)] = 1, 55 x1 = 1, 55

для колеса [SF]' = 1, 55;

[SF]" = 1.

[SF(кол.)] = 1, 55 x1 = 1, 55

Допускаемые напряжения:

для шестерни: [sF1] = = 612, 903 МПа;

для колеса: [sF2] = = 612, 903 МПа;

Находим отношения:

для шестерни: = = 158, 169

для колеса: = = 174, 17

Дальнейший расчет будем вести для шестерни, для которой найденное отношение меньше.

Проверяем прочность зуба шестерни по формуле 3.25[1]:

sF1= £ [sF]

sF1= = 530, 895 МПа < [sF] = 612, 903 МПа.

Условие прочности выполнено.

Таблица 2.1 - Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Таблица 2.2 - Параметры зубчатой конической передачи, мм

3 Предварительный расчёт валов

Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Диаметр вала при допускаемом напряжении [tк] = 25 МПа вычисляем по формуле 8.16[1]:

dв³