Розрахунок косозубой циліндрової передачі

5.1.1 Перевірка на контактну міцність.

Розрахункова умова σ _н ≤ [σ ] _н.

Для косозубої передачі: [σ ]_н = [σ ] _{н раз} = 592 МПа.

де Z_м = 275 МПа^1/2 – коефіцієнт, що враховує механічні властивості матеріалів зв'язаних зубчастих коліс [1, стр.71].

Z_н - коефіцієнт, що враховує форму зв'язаних поверхонь зубів, для косозубих коліс при α = 20^о

Z_ε - коефіцієнт, що враховує сумарну довжину контактних ліній. Для косозубых коліс

Коефіцієнт К_Н = К_Нα К_Нβ К_Нν = 1∙ 1, 1 ∙ 1, 13 = 1, 24

К_Нα – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами. Для косозубых передач приймається К_Нα = 1, 13[1, стр.95].

К_Нβ - коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця.

По табл.37[1] при b₂/d₁ = 36/53, 92 = 0, 67; (колесо приробляється; положення колеса – посередені між опорами) К_Нβ = 1, 1.

К_Нν – коефіцієнт динамічності навантаження. [1, табл.38].

Клас точності 9В; Н₂ < 350 HВ; V=1, 62 м/с. К_Нν = 1, 1.

σ _н < [σ ] _н. 551, 96 < 592 МПа – контактна втомна міцність забезпечена.

5.1.2 Перевірка на втомну згинну міцність.

Розрахункова умова: σ _F ≤ [σ ] _F.

З'ясовуємо, по якому із зубчастих коліс пари вести розрахунок, для чого і для шестерні, і для колеса розраховуємо [σ ] _F/Y_F.

Шестерня. Згинна напруга, що допускається

где σ _{F limb} = 600 МПа [1, табл.39] – межа витривалості зубів при вигині.

K_Fc – коефіцієнт, що враховує напрям додатка навантаження до зубів. Для нереверсивних передач K_Fc =1.

S_F =2, 2 – коефіцієнт запасу, вибираємо з табл.41 (вірогідність не руйнування більше 0, 99) [1].

K_FL – коефіцієнт довговічності. Для шестерні розраховуємо по формулі:

< 1. Приймаємо рівним 1.

N_FO – базове число циклів змін напруги, відповідне тривалій межі витривалості. Для всіх сталей N_FO = 4•10⁶ [1, стр.110].

N_FE – еквівалентне число циклів змін напруги. Розраховується з врахуванням даних режиму вантаження. Для шестерні:

Для колеса:

N_FE2 = N_FE1/u_1-2 = 276973209/23, 15 = 87928003

σ _{F limb} = 1, 8Н_НВ = 1, 8 × 286 = 414 МПа

< 1, приймаємо =1.

.

Знаходимо Y_F1 – безрозмірний коефіцієнт, величина якого залежить від форми зуба. Число зубів Z₁ = 26; Z₂ = 82. Знаходимо по табл.24[1, стр.77].

Z_1E = Z₁/(cos³β) = 26/(cos³15, 3589^о) = 29 Y_F1 = 3, 81;

Z_2E = Z₂/(cos³β) = 82/(cos³15, 3589^о) = 91, 5 Y_F2 = 3, 61.

«Слабкішим» елементом є колесо, по якому ведеться подальший розрахунок.

де Y_F2 = 3, 61;

Y_ε ≈ 1- коефіцієнт, що враховує спільну роботу зубів;

Y_β - коефіцієнт, що враховує нахил зуба.

Y_β = 1 - β ^о/140^о = 1 – 15, 3589^о /140^о = 0, 89

K_Fα – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами. Для косозубых циліндрових передач приймається рівним:

K_Fβ - коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця. К_Fβ = 1.

K_FV - коефіцієнт динамічності навантаження. [1, табл.38].

Клас точності 9В. Н₂ ≤ 350 HВ. К_Fν = 1, 15.

σ _F < [σ ] _F. 51, 5 < 188 МПа – вигиниста втомна міцність забезпечена.

5.1.3 Перевірка на контактну міцність при дії максимальних перевантажень.

σ _{н max} ≤ [σ ] _{н max},

[σ ]_{H max} = 2, 8σ _T = 2, 8 x 756 = 2100 МПа

где σ _T = 640 МПа – вибираємо по табл.26 по найменш твердому колесу.

σ _{H max} < [σ ]_{H max}

1474, 3 < 2100 МПа – контактна міцність при дії максимальних перевантажень забезпечена.

5.1.4 Перевірка на вигинисту міцність при дії максимальних перевантажень.

σ _{F max} ≤ [σ ] _{F max},

σ _{F max} = σ _F · К_пер = 222, 48 · 2, 76 = 614, 04 МПа.

[σ ] _{F max} = 2, 75 H_НВ = 2, 75 · 286 = 786, 5 МПа.

σ _{F max} < [σ ] _{F max}; 614, 04 < 786, 5 - вигиниста міцність при дії максимальних навантажень забезпечена.