Выбор материала и определение допускаемых напряжений

Выбираем материал колеса: сталь 40Х, HB=300, термообработка – улучшение.

Допускаемые контактные напряжения для зубчатых колес [σ _{Н 1}]и [σ _{Н 2}] определяются по формуле (3.1) [1], с.28:

, (4.19)

где S_H – коэффициент запаса прочности таблица 3.1. [1], с.28, принимаем S_H=1,1;

– коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности зубьев;

– коэффициент, учитывающий окружную скорость;

– коэффициент, учитывающий влияние смазки;

– коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса.

При проектировочных расчетах по ГОСТ 21354 принимаем ; [1], c.28.

– предел контактной выносливости поверхности зубьев, МПа. Определяется по формуле [1], c.28.

= (4.20)

где – коэффициент долговечности, принимаемый равным ;

– предел контактной выносливости поверхности, соответствующей базовому числу циклов перемены напряжений, МПа (зависит от твердости материала зубьев, таблица 3.2 [1], с.32.

=2НВ+70 (4.21)

=2·300+70=670 МПа

=2·280+70=630 МПа

Определив величины и ,в качестве допускаемого контактного напряжения принимаем для проектировочного расчета:

– для косозубого и шевронного зацепления.

При этом должно выполняться условие

,

где – меньшее из двух значений и . Иначе принимают .

[σ_H]=0,45(515,45+548,18)=478,63 МПа

[σ_H]≤1,23·515,45=634 МПа

Допускаемое напряжение на выносливость зубьев при изгибе , МПа, определяют раздельно для шестерни и колеса по формуле (3.2) [1], с.32

(4.22)

где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующей эквивалентному числу циклов перемены напряжений, МПа:

;

– предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа. Определяется по таблице 3.2 [1], с.32, в зависимости от способа термической или химико-термической обработки;

=1,8∙НВ∙ 1,1 (4.23)

=1,8·300=540 МПа

=1,8·280=504 МПа

– коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба. При улучшении = 1,1,[1], c.32

– коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности зубьев. Для зубьев колес без деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности зубьев принимают ,[1], c.32

– коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки. При двухстороннем (реверсивном) приложении нагрузки ,[1], c.32

– коэффициент долговечности; для длительно работающих передач, принимается ,[1], c.32

Учитывая все найденные коэффициенты определим :

[σ]_Flim1=540·1,1·1·1·1=594 МПа;

[σ]_Flim2=504·1,1·1·1·1=554,4 МПа;

– коэффициент безопасности, который равен

– коэффициент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений, определяется по графику 3.1 [1], с.33;

– коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности.

При нормализации и улучшении = 1, [1], c.33

– коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса. Определяют в зависимости от диаметра вершин зубчатого колеса, = 1, [1], c.33

Определив все величины и коэффициенты, входящие в формулу, находим :

[σ_F1]=594/1,75·1·1·1=339,4 МПа;

[σ_F2]=554,4/1,75·1·1·1=295,3 МПа.

Поиск по сайту: