Расчёт 2-й зубчатой цилиндрической передачи

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками (см. табл. 2.1-2.3[2]):

 

- для шестерни : сталь : 45Л

термическая обработка : нормализация

твердость : HB 180

 

- для колеса : сталь : 45Л

термическая обработка : нормализация

твердость : HB 160

 

Допустимые контактные напряжения (стр. 13[2]) , будут:

 

[s]H= ,

 

По таблицам 2.1 и 2.2 гл. 2[2] имеем для сталей с твердостью поверхностей зубьев менее HB 350 :

 

sHlimb= 2 xHB + 70 .

 

sHlim(шестерня)= 2 x180 + 70 = 430 МПа;

sH lim(колесо)= 2 x160 + 70 = 390 МПа;

 

SH- коэффициент безопасности SH= 1,1; ZN- коэффициент долговечности, учитывающий влияние ресурса.

 

ZN= ,

 

где NHG- число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, определяется по средней твёрдости поверхности зубьев:

 

NHG= 30 xHBср2.4£ 12 x107

NHG(шест.)= 30 x1802.4= 7758455,383

NHG(кол.)= 30 x1602.4= 5848024,9

 

NHE= mHxNк- эквивалентное число циклов.

 

Nк= 60 xn xc xtS

 

Здесь :

 

- n - частота вращения, об./мин.; nшест.= 227,302 об./мин.; nкол.= 90,921 об./мин.

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

 

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

 

- Lг=9 г. - срок службы передачи;

- С=2 - количество смен;

- tc=8 ч. - продолжительность смены.

tS= 365 x9 x2 x8 = 52560 ч.

 

mH= 0,18 - коэффициент эквивалентности по табл. 2.4[2] для среднего номинального режима нагрузки (работа большую часть времени со средними нагрузками).Тогда:

 

Nк(шест.)= 60 x227,302 x1 x52560 = 716819587,2

Nк(кол.)= 60 x90,921 x1 x52560 = 286728465,6

 

NHE(шест.)= 0,18 x716819587,2 = 129027525,696

NHE(кол.)= 0,18 x286728465,6 = 51611123,808

 

В итоге получаем:

 

ZN(шест.)= = 0,626

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

 

ZN(кол.)= = 0,696

Так как ZN(кол.)<1.0 , то принимаем ZN(кол.)= 1

 

ZR= 0,9 - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряжённых поверхностей зубьев.

 

Zv- коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости: Zv= 1...1,15 .

 

Предварительное значение межосевого расстояния:

 

aw' = K x(U + 1) x

 

где К - коэффициент поверхностной твёрдости зубьев, для данных сталей К=10, тогда:

 

aw' = 10 x(2,5 + 1) x = 121,53 мм.

 

Окружная скорость Vпредв. :

 

Vпредв.=