Техническая механика (стр. 9 )

Рисунок 14

Решение

1. Выбор материала колеса и шестерни и термической обработки:

Для колеса – сталь 40ХН, вариант термообработки – улучшение;

твердость НВ = 235…262;

Для шестерни – сталь 40ХН; вариант термообработки – улучшение;

твердость HВ 269…302

2. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба, отдельно для шестерни и колеса по формулам:

; ;

; ,

где – допускаемые контактные напряжения для шестерни и

колеса, МПа;

– допускаемые напряжения изгиба для шестерни и колеса,

МПа;

– коэффициент долговечности при расчете по контактным

напряжениям;

; ,

где – число циклов перемены напряжений, величина зависит от

средней твердости материала колеса и шестерни;

; ,

по этим значениям, учитывая рекомендации, определяем число циклов перемены напряжений по экспериментальной кривой

;

– действительное число циклов перемены напряжений для шестерни и колеса

;

;

;

Учитывая, что ; , принимаем ,

– коэффициент долговечности при расчете на изгиб

; ;

;

Учитывая, что и , принимаем , .

– допускаемые контактные напряжения, соответствующие

числу циклов перемены напряжений, МПа.

; ;

; ;

– допускаемые напряжения изгиба, соответствующие числу

циклов перемены напряжений, МПа.

; ;

; ;

;

;

;

.

Учитывая, что материалы колес относятся к 1 варианту термической обработки, в дальнейших расчетах принимаем

3. Определение межосевого расстояния цилиндрического редуктора

,

где - межосевое расстояние, м.

– коэффициент для прямозубых колес;

;

­ - коэффициент концентрации нагрузки, принимаем по таблице в зависимости от коэффициента

,

где – коэффициент ширины колес;

;

, тогда

.

Полученное значение округляем до стандартного и принимаем .

4 Определение предварительных основных размеров колеса.

4.1 Определение делительного диаметра колеса

;

4.2 Определение ширины колеса

;

, принимаем

;

, принимаем

5 Определение модуля передачи

,

где – модуль передачи, мм; |1.13|

– коэффициент для прямозубых колес;

;

, принимаем .

6. Определение суммарного числа зубьев колес

; , принимаем

7. Определение числа зубьев шестерни и колеса.

,

где - число зубьев шестерни

- минимальное число зубьев шестерни, для прямозубых колес;

;

,

- условие выполняется.

Принимаем , тогда

8. Определение фактического передаточного числа

;

9. Определение отклонения от заданного передаточного числа

;

,

- условие выполняется.

10. Определение диаметров колес:

10.1. Делительные диаметры шестерни колеса и колеса

;

;

10.2. Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни и колеса

;

;

10.3. Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни и колеса

;

;

11 Определение сил в зацеплении.

11.1. Окружная сила:

;

11.2. Радиальная сила:

,

где - угол зацепления эвольвентной передачи, ()

12. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.

;

где – расчетные напряжения изгиба в зубьях шестерни и колеса,

МПа;

; - для прямозубых колес;