Расчет шевронной передачи 1-2

Исходные данные выбираем из результатов кинематического расчета (табл. 13):

P₁ = 3,17 кВт;

P₂ = 3,07 кВт;

n₁ = 894 мин^-1;

n₂ = 198,7 мин^-1;

U_1-2 = 4,5.

Режим нагружения – табл. 42.

Таблица 42

Частота вращения	Время работы в часах с использованием мощности

 

2.3.1.1 Проектировочный расчет

 

1 Назначение материалов и расчет допускаемых напряжений

Для повышения несущей способности шевронной передачи назначаем твердость зубьев шестерни не менее чем на 75 НВ больше твердости зубьев колеса (см. выше).

По табл. 24, 25 выбираем:

· для шестерни принимается Сталь 40Х с термообработкой – улучшение, поверхностная закалка ТВЧ с твердостью 40…53 HRC_Э (наиболее вероятная твердость ), , ;

· для колеса принимается Сталь 40Х с термообработкой – улучшение с твердостью 269…302 НВ (наиболее вероятная твердость ), , .

Допускаемые контактные напряжения:

 

.

 

Для шестерни:

(см. табл. 26);

принимается

;

(принято );

(ожидается V < 5 м/с);

(обильно смазываемая передача);

(ожидается диаметр колес меньше 700 мм).

 

Для колеса:

(см. табл. 26);

;

принимается

;

 

Для косозубых (шевронных) передач, если твердость зубьев хотя бы одного колеса , за расчетное допускаемое контактное напряжение берут:

 

 

Принимается .

2 Назначение ориентировочного угла наклона зуба и коэффициентов

Назначаем угол наклона зуба .

Для полушеврона из рекомендаций назначаем: коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно межосевого расстояния (см. табл. 28); (см. табл. 35 при ; колеса прирабатываются, положение колеса – вблизи одной из опор);

(колеса прирабатываются);

(см. табл. 29, ожидается 8-я степень точности и окружная скорость до 10 м/с).

3 Расчет межосевого расстояния:

 

 

Принимается из табл. 30, .

4 Назначение модуля:

 

.

 

Принимается из табл. 31, .

5 Назначение числа зубьев и уточнение угла наклона зуба

 

.

 

Принимается: .

;

.

 

Принимается:

 

;

;

;

 

6 Расчет геометрических размеров зубчатых колес

Ширина полушеврона:

 

.

 

Принимается из табл. 32, .

Проверка принятой ширины на торцевое перекрытие:

 

 

– торцевое перекрытие обеспечено.

;

;

;

;

;

.

Проверка: .

.

 

7 Назначение степени точности:

 

.

 

Назначается степень точности 9-В (см. табл. 33).

2.3.1.2 Проверочный расчет

 

1 Проверка на контактную усталостную прочность:

 

,

.

 

Принимается:

 

;

;

;

;

(табл. 29);

(табл. 36);

.

 

536 МПа < 638 МПа – контактная усталостная прочность обеспечена.

2 Проверка на усталостную изгибную прочность:

 

.

 

Выясняется, по какому из зубчатых колес пары вести расчет, для чего для шестерни и колеса рассчитывается .

Допускаемое изгибное напряжение:

 

.

 

где (для нереверсивных передач).

Для шестерни:

(см. табл. 37);

, принимается ;

– для всех сталей;

(см. табл. 39 при вероятности неразрушения зубьев более 0,99);

.

 

Для колеса:

.

принимается ;

(см. табл. 22 при );

;

 

Более «слабым» элементом является колесо, по которому и ведется дальнейший расчет:

 

.

 

Принимается:

 

;

;

 

(см. табл. 35 при ; положение колеса – вблизи одной из опор, колеса прирабатывающиеся);

 

;

(см. табл. 36).

.

 

80,5 МПа < 234,0 МПа – изгибная усталостная прочность обеспечена.

 

3 Проверка на контактную прочность при действии максимальных перегрузок:

 

,

,

 

где ;

 

 

где (см. табл. 24), выбираем по наименее твердому колесу 2;

 

.

864 МПа < 2100 МПа – контактная прочность при действии максимальных перегрузок обеспечена.

 

4 Проверка на изгибную прочность при действии максимальных перегрузок:

 

,

,

.

 

209 МПа < 787 МПа – изгибная прочность при действии максимальных нагрузок обеспечена.