Привод механизма

где      - предел выносливости по напряжению изгиба, определяется твердостью рабочей поверхности зубьев шестерни и колеса, выбирается по табл. 2.3;

- коэффициент безопасности  при расчете по напряжениям изгиба, выбирают по табл. 2.3;

- коэффициент, учитывающий  влияние двустороннего приложения  нагрузки: = 1,0 – односторонняя нагрузка, = 0,7…0,8 – реверсная нагрузка;

- коэффициент долговечности  при расчете по напряжениям изгиба.

Коэффициент долговечности изменяется:

при твердости материала  350 HB в пределах 1,0 2,0;

при твердости материала  350 HB в пределах 1,0 1,6.

Если в результате расчета получается 1,0, то принимают 1,0.

Коэффициент долговечности  при твердости материала 350 HB и 350 HB определяют соответственно по формулам

     и     ,

где       - базовое число циклов напряжений изгиба, 4·10 ⁶ ;

- расчетное число циклов напряжений изгиба.

Расчетное число циклов напряжений изгиба определяют по формуле

,

где    - коэффициент режима работы при расчете на изгиб, выбирают по табл. 2.4.

= 0,2·60·973·40000 = 4,67·10⁸

= 0,2·60·608·40000 = 2,9·10⁸

Таблица 2.2

Марка стали	Диаметр, толщина детали, мм	Механические свойства		Твердость		Термо- обработка
		, МПа	, МПа	сердцевина HB	поверхность HRC
1	2	3	4	5	6	7
45	100…300	650	360	170...200	-	Нормализация
45	50…80	780	540	235...262	-	Улучшение
45	£ 30	1000	750	335...490	-	Объем. закалка

Продолжение табл. 2.2

1	2	3	4	5	6	7
40Х	£ 60	1000	800	260...280	-	Улучшение
40Х	60…100	900	720	230...260	-	Улучшение
40Х	£ 100	900	750	269...302	45...50	Поверх. закалка
40Х	£ 100	1200	950	340...420	35...45	Объем. закалка
40ХН	£ 100	850	650	230...280	-	Улучшение
40ХН	100…300	800	580	160...270	-	Улучшение
40ХН	£ 80	1000	850	240	-	Объем. закалка
40ХН	£ 100	920	750	269...302	48...53	Поверх. закалка
18ХГТ	20…60	1000	800	240	56...63	Цемен., закалка
12ХН3А	£ 40	1000	800	300	56...66	Цемен. закалка
12ХН3А	40…60	920	700	250	56...63	Цемен. закалка
12ХН3А	60…100	900	700	240	58...63	Цемен. закалка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3

Термо-обработка	Твердость зубьев	Марка стали
Нормализация Улучшение	£ 350 HB	45, 40Х, 40ХН	2·HB+70	1,10	1,8 HB	1,75
Объемная закалка	35...45 HRC	40Х, 40ХН	18·HRC+150	1,10	500	1,75
Поверхностная закалка	42...50 HRC (поверхность)	40Х, 40ХН	17·HRC+200	1,20	550	1,75
Цементация и закалка	56...63 HRC (поверхность)	20Х, 18ХГТ, 12ХН3А	23·HRC	1,20	750	1,50

 

Таблица 2.4

Режим работы
		£ 350 HB	> 350 HB
Постоянный	1,00	1,00	1,00
Тяжелый	0,50	0,30	0,20
Средний равновероятный	0,25	0,14	0,10
Средний нормальный	0,18	0,06	0,04
Легкий	0,125	0,038	0,016

 

 

3.3.2. Проектирование закрытой конической передачи

 

В данном параграфе рассматривается  методика проектирования закрытых конических прямозубых передач как наиболее часто встречающихся при курсовом проектировании. Методика проектирования закрытых конических передач с косыми и круговыми зубьями рассмотрена в источниках [4, 6, 8].

Проектный расчет. Ориентировочно определяют внешний диаметр зубчатого колеса

,

 

 

где         - вспомогательный коэффициент, = 96 МПа^1/3 ;

- коэффициент отношения  ширины конического колеса к  внешнему диаметру, 0,2…0,3, рекомендуется принимать =0,285;

- коэффициент концентрации  нагрузки, выбирают по рис. 2.3 в  зависимости от ;

- коэффициент, учитывающий  понижение нагрузочной способности  конических передач по сравнению с цилиндрическими, = 0,85.

мм

Полученное значение округляют до стандартного внешнего диаметра по ГОСТ 12289-76:

1-й ряд: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 280; 315; 400; 500 мм;

2-й ряд: 56; 71; 90; 112; 140; 180; 225 мм (1-й ряд следует предпочитать 2-му).

=315 мм

Определяют внешний диаметр  шестерни .

мм

Определяют число зубьев шестерни по табл. 2.12 и колеса . Значения и должны быть целыми числами. Уточняют передаточное число , отклонение полученного значения от заданного не более 4 %.

Таблица 2.12

Число зубьев	Твердость  поверхности зубьев
	H1 и H2 350 HB
	H1 350 HB и H2 45 HRC
	H1 и H2 45 HRC

Значения  выбирают по рис. 2.5.

= 24; =48

Определяют внешний окружной модуль зацепления передачи  .

= 157,5/24 = 6,6

Полученное значение нужно округлять до стандартного значения по ГОСТ 9563-80.

 

 

1-й ряд: 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 мм;

2-й ряд: 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0; 9,0 мм.(1-й  ряд следует предпочитать 2-му).

= 6, 0 мм

Для силовых передач рекомендуется принимать 1,5 мм.

 

Определяют внешний диаметр  шестерни и колеса

 

  и   .

 

Определяют углы делительных конусов  с точностью до секунды

 

  и   .

 = arctg 1,6 = 58º

= 32º

Определяют внешнее конусное расстояние    .

= 288/2·sin58 = 169,8 мм

Назначают форму зубьев. Для конических прямозубых колес форма - I.

Определяют ширину зубчатого колеса . Полученное значение округляют до стандартного значения по предпочтительному ряду Ra 40.

= 0,285·169,8= 48 мм ; b =47 мм

Определяют средний диаметр  шестерни и колеса

 

      и       .

мм

мм

Определяют средний окружной модуль .

= 144/24 = 6

Определяют окружную скорость  .

Назначают степень точности и вид  сопряжения конической передачи согласно ГОСТ 1758-81 (в скобках указаны значения для косозубой передачи) по табл. 2.13.

Таблица 2.13

Окружная скорость , м/с	12 (20)	4…8 (7…10)	1,5…4 (3…7)	1,5 (3)
Степень точности	6-В	7-В	8-В	9-В

 

Степень точности 7-В

Для повышения сопротивления заеданию конические передачи рекомендуется выполнять со смещением. Шестеренку с положительным смещением , а колесо с отрицательным . Величина смещения определяется по формуле

 

.

 

Проверочный расчет по контактным напряжениям. Определяют контактные напряжения по формуле

,

где     - коэффициент, учитывающий свойства материала шестерни и колеса, =275 МПа^1/2 ;

 - коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей зубьев, (величину угла зацепления принимают =20°) ;

- коэффициент, учитывающий  суммарную длину контактной линии,  ;

- коэффициент расчетной  нагрузки при расчете на контактные  напряжения.

Коэффициент определяется ,

где     - коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по линии контакта зубьев, выбирают по рис. 2.3 в зависимости от ;