Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА

Расчет зубчатой передачи редуктора

Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки.

Принимаем для шестерни и колеса сталь одной и той же марки сталь 40Х, но обеспечиваем соответствующей термообработкой твердость поверхности зубьев шестерни на 100 единиц НВ выше, чем колеса.

Для шестерни термообработка – улучшение НВ₁=302;

Для колеса термообработка - нормализация НВ₂=202 [3,табл.1].

Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса.

Определение допускаемых контактных напряжений [σ]_н регламентировано ГОСТ 21354-75:

,

где σ_но – предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения, МПа;

σ_но=2(НВ)+70;

для шестерни: σ_но1 =2(НВ₁)+70=2^.302+70=676 МПа;

для колеса: σ_но2 =2(НВ₂)+70= 2^.202+70= 474 МПа;

S_H– коэффициент безопасности, который определяется в зависимости от термической обработки материала; S_H=1,1 [3,табл. 2].

К_НL – коэффициент долговечности.

Коэффициент долговечности определяется по формуле:

, [3,с.8];

где N_но – базовое число циклов; N_но1=(НВ₁)³= 302³=27,5^.10⁶ циклов

N_но2=(НВ₂)³⁼202³=8,24^.10⁶ циклов нагружения:

N_НЕ- эквивалентное число циклов нагружения на весь срок службы передачи.

При постоянной нагрузке эквивалентное число циклов нагружения определяется по формуле:

,

где n – частота вращения шестерни (колеса), мин^-1;

t – срок службы передачи под нагрузкой, ч; с – число зацеплений, с=1;

Срок службы в часах определяется по формуле:

t_Σ= L_г·365·24·К_сут· К_год, час,

где L_г- срок службы в годах; L_г=6лет; тогда

t_Σ= 6·365·24^.0,7^.0,5=18396 часов.

n₁ – частота вращения шестерни, мин^-1, n₁ =970 мин^-1,

N_HE1=60^.970^.18396 циклов нагружения.

Эквивалентное число циклов нагружения для колеса:

N_HE2= N_HE1/ i_з.п. = 1070,6·10⁶/ 2,5=267,6·10⁶ циклов.

Коэффициент долговечности для шестерни и колеса:

Значение К_HL, принимаемые к расчету, могут быть в пределах 1 < К_HL > 2,3 при < 350НВ. Принимаем К_HL1=1; К_HL2=1.

Допускаемые контактные напряжения:

[σ]_н1= МПа;

[σ]_н2= МПа.