Колова швидкість зубчастих коліс.

v = 0.51d1 = 0.5n* d1/30 = 0.5*3.14*1445*0.04/30 = 3.02м/с.

За даними табл. 22.2 [1] вибираємо 9-й ступінь точності (nст =9). Для всіх показників точності зубців шестерні та колеса будуть :

zv1 = z1/cos3 = 19/0.953 = 22.16;

zv2 = z2/cos3 = 76/0.953 = 88.64.

Коефіцієнт торцевого перекриття визначаємо за формулою 23.6 [1].

E = [ 1.88 - 3.2 (1/ z1+1/ z2)] cos = [1.88 – 3.2 (1/19 + 1/76)*0.95 = 1.59;

Коефіцієнт ocевого перекриття дістаємо із формули 23.7 [1].

E = b2 sin/(*Mn) = 40*sin18о 10І 20ІІ/3.14*2 = 1.99;

Колова сила у значенні зубчастих коліс:

Ft = FHt = FFt =2T1 /d1 = 2*34.327*103 /40 = 1716.35H;

4.7 Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну втому:

H = zE * zH * zM Ht (u +1)/ d1*u []HР

де zE = 1/Е2 = 1/1,59 = 0,79 – коефіцієнт сумарної довжини контактних ліній;

zH = 1,77 cos = 1.77*0.95 = 1.68;

zM = 275 МПа – коефіцієнт, який враховує механічні властивості матеріалів коліс.

Колова сила

Ht = Ft / b2 * KH * KH * KHv ;

де KH = 1,13 табл. 23,3 [1] – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубцями;

KHv = 1,05 табл. 23,4 [1] – коефіцієнт динамічного навантаження;

Тоді: Ht = 1716.35*1.13*1.17*1.05/40 = 59.62 н/мм;

H = 0.79*1.68*2.75*59.62*(4 +1)/40*4 = 498.18 МПа;

Стійкість зубців проти втомного викришування їхніх активних поверхонь забезпечується, бо H < []HP , 498.18 < 500.

Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну міцність за формулою 23.28[1].

[]Hmax = H *T1max /TH = 498.18 * 2T1 / T1 = 704.53 МПа;

[]Hmax < []Hmax ; 704.53 < 1624 МПа.

4.8 Розрахунок зубів на втому при згині:

[]gym = YF * YE * Y *FL /Mn []F ,

де YF1 = 4,08; YF2 = 3,61 – коефіцієнти форми зубів за табл. 23.5[1];

YE - коефіцієнт перекриття (ст. 303[1]);

Y = 1-/140 = 1-18/140 = 0,87 - коефіцієнт нахилу зубів.

Ft– розрахункова колова сила.

KF = (4 + (E -1)(nст –5))/4*E = (4 + ( 1.59 – 1)(9 – 5))/4*1.59 = 1 – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами;

KF = 1.32 - коефіцієнт нерівномірності навантаження по ширині зубчастих коліс (рис.23.8 [1]);

KFv =1.1 - коефіцієнт динаміки навантаження за таблицею 23.4 [1].

Ft = 1716.35*1*1.32*1.1/40 = 62.3 н/мм;

F1 = 4.08*1*0.87*62.3/2 = 110.57 МПа < 267.43 МПа;

F2 = 3.61*1*0.87*62.3/2 = 97.83 < 246.86 МПа.

Розрахунок зубців на міцність при згині максимальним навантаженням за формулою 23.31 [1].

Fmax = F (T1max /T1F ) []Fmax

[]Fmax1 = 110.57*(2T1 /T ) = 221.14 < 712.4 МПа;

[]Fmax1 = 97.83*2 = 195.66 < 657.6 МПа.

4.9 Розрахунок параметрів зубчатої передачі (ст 311[1]).

ha – висота головки зубця;

hf = 1.25 Mn = 1.25*2 = 2.5 – висота ніжки;

h = 2.25 Mn = 2.25*2 = 4.5 – висота зубця;

с = 0.25 Mn = 0.25*2 = 0.5 – радіальний зазор;

n = 200 кут профілю зубів.

Розміри вінців зубчастих коліс:

d1 = 40; d2 = 160 – ділильні діаметри;

dа1 = d1 + 2Mn = 40 + 2*2 = 44 мм;

dа2 = d2 + 2Mn = 160 + 2*2 = 164 мм;

df1 = d1 – 2.5Mn = 40 – 2.5*2 = 35 мм;

df2 = d2 – 2.5Mn = 160 – 2.5*2 = 155 мм.

Розрахунок сил у зачепленні зубців передачі :

Ft = 1716.35 H;

Fr = Ft tg n /cos = 1716.35 tg 20/0.95 = 657.58 H;

Fa = Ft tg = 1716.35 tg 18 = 564.14 H.

5. Розрахунок конічної прямозубої передачі.

Вихідні дані : N = 4.961 кВ; n = 361.25;

T = 131.149 H*м; U = 3.15

Вибір матеріалу і термічної обробки за табл.1 [6]:

Таблиця 5.1 |

Механічні | властивості | після обробки

Марка сталі | ГОСТ | Термообробка | Розмір перерізу | Тверд.НВ | b, МПа | t, МПа

Шестерня | Сталь45 | 1050-74 | Покращ. | 100 | 192 - 240 | 750 | 450

Колесо | Сталь45 | 1050-74 | Нормалі | 80 | 170 - 217 | 600 | 340

5.1.Визначаємо допустимі напруження:

Для шестерні вибираємо НВ = 230; HRC = 22;

Для колеса приймаємо НВ = 210; HRC = 20 ;

H limb1 = 20НRC + 70 = 20*22 + 70 = 510 МПа;

H limb2 = 20НRC + 70 = 20*20 + 70 = 470 МПа.

Тоді допустимі контактні напруження:

[]H1 = 510/1,1 = 463,64 МПа;

[]H2 = 470/1,1 = 427,27 МПа;

[]HР = 0,45([]H1 +[]H2 ) = 0,45(463,64+427,27) = 400,91 мПа,

так як []HР < []H2 , то за розрахункове приймаємо []HР =427,27 мПа.

Визначення максимально допустимих контактних напружень[]Hmax

[]Hmax =2.8T :

[]Hmax1 =2.8*450 = 1260 МПа;

[]Hmax2 =2.8*340 = 952 МПа.

Допустимі напруження згину:

F limb = 18 HRC:

F limb1 = 18*22 = 396 МПа;

F limb2 = 18*20 = 360 МПа;

[]F1 = 396/1,75 = 226,29 МПа;

[]F2 = 360/1,75 = 205,71 МПа.

Визначення максимально-допустимих напружень згину []max

[]Fmax = 27.4 HRC:

[]Fmax1 = 27.4*22 = 602.8 МПа;

[]Fmax2 = 27.4*20 = 548 МПа.

Всі розрахунки зводимо до таблиці 5,2

Таблиця 5.2. |

[]H, МПа | []Hp, МПа | []Hmax, МПа | []F, МПа | []Fmax, МПа

Шестерня | 463,64 | 400,91 | 1260 | 226,29 | 602,8

Колесо | 427,27 | 400,91 | 952 | 205,71 | 548

5,2 Проектний розрахунок конічноі передачі:

За формулою 24.36[1] визначаємо мінімальний зовнішній ділильний діаметр конічного колеса:

Dezmin = Kd3 T1H KH u2 /( Кbe (1 - Кbe )) []2H, мм.

де Кbe = 0.27 – коефіцієнт ширини