a1 = 1 +a = 170 36І 14ІІ + 10 42I 2II = 190 18I 16II;

a2 = 2 +a = 720 24І 46ІІ + 10 42I 2II = 740 06I 48II.

Кути косинуса впадин за 24.13 [1]:

f1 = 1 - f = 170 36І 14ІІ - 10 59I 15II = 150 37I 59II;

f2 = 2 - f = 720 24І 46ІІ - 10 59I 15II = 700 25I 31II.

Сили в зачепленні зубців конічної передачі 24.26 [1]:

Ft = 3035.86 H

Радіальна сила на шестерні :

Fr1 = Fa2 = Ft tg a cos1 = 3035.86 * tg20 cos 170 36І 14ІІ = 1053.17 H.

Осьова сила :

Fa1 = Fr2 = Ft tg a cos2 = 3035.86 * tg20 cos 720 24І 46ІІ = 331.88 H.

6. Розрахунок косозубої циліндричної передачі третього ступеня:

Вихідні дані : N = 4.837 мВт; n = 114.683 хв-1 ; Т = 402,792 Н*м; U = 3.02

Вибір матеріалу і термічної обробки за таблицею 1 [6].

Таблиця 6.1 |

Механічні | властивості | після обробки

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

Шестерня | 40X | 4543-71 | Покращ. | 60 .. 100 | 230 - 260 | 750 | 520

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

6.1 Визначаємо допустимі напруження:

Для шестерні вибираємо НВ = 250; HRC = 25;

Для колеса приймаємо НВ = 235; HRC = 23 тоді;

H limb1 = 20НRC + 70 = 20*25 + 70 = 570 МПа;

H limb2 = 20НRC + 70 = 20*23 + 70 = 530 МПа;

Тоді допустимі контактні напруження:

[]H1 = 570/1,1 = 518.18 МПа;

[]H2 = 530/1,1 = 481.82 МПа;

[]HР = 0,45([]H1 +[]H2 ) = 0,45(518.18+481.82) = 450 мПа;

так як []HР < []H2 , то за розрахункове приймаємо []HР =481.82 мПа.

Визначення максимально допустимих контактних напружень []Hmax

[]Hmax =2.8T:

[]Hmax1 =2.8*520 = 1456 МПа;

[]Hmax2 =2.8*450 = 1260 МПа.

Допустимі напруження згину:

F limb = 18 HRC:

F limb1 = 18*25 = 450 МПа;

F limb2 = 18*23 = 414 МПа;

[]F1 = 450/1,75 = 257.14 МПа;

[]F2 = 414/1,75 = 236.57 МПа.

Визначення максимально-допустимих напружень згину []max

[]Fmax = 27.4 HRC:

[]Fmax1 = 27.4*25 = 685 МПа;

[]Fmax2 = 27.4*23 = 630.2 МПа;

Всі розрахунки зводимо в таблицю 6.2:

Таблиця 6.2 |

[]H1, МПа | []Hp, МПа | []Hmax, МПа | []F, МПа | []Fmax, МПа

Шестерня | 518,18 | 450 | 1456 | 257,14 | 685

Колесо | 481,82 | 450 | 1260 | 236,57 | 630,2

6.2 Проектний розрахунок косозубої циліндричної передачі

Мінімальна міжосьова відстань передачі (23.32; N2):

awmin = Ка(u + 1) 3(T *Кн)/ba *u []2Hp:

де Ка - допоміжний коефіцієнт = 430 МПа1/3 ;

ba = 0.40 – коефіцієнт ширини вінця;

bd = 0.5ba (u + 1) = 0.5*0.4(3.02+ 1) = 0.8;

За графіком на мал. 23.8 [1] залежно від bd визначаємо коефіцієнт нерівномірності навантаження по ширині зубчатих вінців. Кн = 1.08

aw = 430(3.02+1) 3(402.792*1,08)/0,4*3.02*481,822 = 200,1 мм.

По ГОСТу 21185- 60 [4] aw = 200 мм, кут нахилу лінії зубців попередньо беремо = 15о . Число зубців шестерні z1 = 20, z2 = z1 u = 20*3.02 = 60.4

z2 = 61, тоді u = 61/20 = 3.05

За формулою (23.33; №2) визначаємо :

Mn = 2 aw cos/ (z1 + z2) = 2*200*cos15/(20 + 61) = 4.77 мм.

Стандартний модуль зубців Mn = 4.5 мм (ст. 260 [1]), тоді фактичний кут нахилу лінії зубців:

cos = Mn(z1 + z2)/ 2 aw = 4.5(20 + 61)/2*200 = 0,91, тоді = 24о 18І 7ІІ

6.3 Визначаємо попередні значення деякий параметрів передач:

Ділильні діаметри шестерні і колеса:

d1 = Mnz1 /cos = 4.5*20/0.91 = 98.77 мм;

d2 = Mnz2 /cos = 4.5*61/0.91 = 301.23 мм;

Ширина зубчастих вінців :

b2 = ba* aw = 0.4*200 = 80 мм;

b1 = b2 +2 = 80 + 2 = 82 мм;

Колова швидкість зубчастих коліс:

v = 0.51d1 = 0.5n* d1/30 = 0.5*3.14*114.683 * 98.77/30 = 592.79 * 10-3 = 0.59м/с.

За даними табл. 22.3 на ст. 273 [1] вибираємо 9-й ступінь точності (nст = 9). Для всіх показників точності зубців шестерні та колеса будуть :

zv1 = z1/cos3 = 20/0.913 = 26.54;

zv2 = z2/cos3 = 61/0.913 = 80.95;

Коефіцієнт торцевого перекриття визначаємо за формулою 23.6 [1].

E = [ 1.88 - 3.2 (1/ z1+1/ z2)] cos = [1.88 – 3.2 (1/20 + 1/61)*0.91 = 1.52

Коефіцієнт ocьового перекриття дістаємо із формули 23.7 [1].

E = b2 sin/(*Mn) = 80*sin24о 18І 7ІІ/3.14*4.5 = 2.33.

Колова сила у значенні зубчастих коліс:

Ft = FHt = FFt =2T1 /d1 = 2*402.792*103 /98.77 = 8156.16 H.

6.4 Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну міцність:

H = zE * zH * zM Ht (u +1)/ d1*u []HР , МПа.

де zE = 1/Е2 = 1/1,52 = 0,827 – коефіцієнт сумарної довжини контактних ліній;

zH = 1,77 cos = 1.77*0.91 = 1.62;

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

Колова сила:

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

KHa = 1.12;

KHv = 1.01;

KHb = 1.08;

Htt = 8156.16*1.12*1.08*1,01/80 = 124,6 н/мм;

тоді H = 0.827*1.62*2.75*124,6*(4.5 +1)/98.77*4.5 = 457,48 МПа.

Стійкість зубців проти втомного викришування їхніх активних поверхонь забезпечується, бо H < []HP , 457,48 < 481,82.

Розрахунок активних поверхонь зубців на контактну міцність за