3 выбор  материала зубчатой  передачи

 

3 выбор  материала зубчатой  передачи

1.Материалы для  шестерни и колеса. Учитывая, что  передача открытая, тихоходная и  по условию габариты её не  оговариваются, принимаем по табл. 6.4 при твёрдости  НВ 350:

         для шестерни – сталь 45, термообработка- улучшение; = 390 МПа(считаем, что диаметр заготовки шестерни до 100 мм), средняя твёрдость НВ =208;

         для колеса - сталь 45, термообработка- улучшение;  = 300 МПа (при диаметре заготовки до 350 мм), средняя твердость НВ =186.

2. Допускаемые  напряжения:

         Для материала шестерни  =188 МПа;

         Для материала колеса  =167 МПа.

3.Коэффициент формы зуба

         Шестерни  =4,07 при =20

          Колеса  =3,6 при =204

4.Сравнительная  характеристика прочности зубьев  на изгиб:

          Шестерни 

                              МПа,

          Колеса 

                             МПа,  
 

  5.Принимаем  расчетные коэффициенты:

     а)  коэффициент ширины венца колеса  =0,4 (табл 6.9);

     б)  коэффициент неравномерности нагрузки  при расположении вала на шариковых  опорах и консольном расположении колес =1,37 (табл 6.10);

   6.Модуль  зубьев из условия прочности  зубьев шестерни на изгиб 

    

   По ГОСТ 9563 – 60 (табл. 6.1) принимаем m=5. 

    7.Основные  геометрические размеры передачи:

    а)  диаметры делительных окружностей

мм

мм

    б)диаметры  окружностей вершин

мм

мм

      
 
 
 
 

      в)межосевое расстояние

мм

      г)вершина венца

           колеса мм

           шестерни  мм 

      8.Окружная скорость зубчатых  колес:

м/c 

      9.Окружная сила:

Н.

      10.Для прямозубой передачи при v<5 м/с принимаем коэффициент динамической нагрузки

      Расчетные напряжения изгиба  в основании ножки зуба :

Шестерни

МПа.

Колеса 

МПа.

Недогрузка зуба составляет:

 
 
 
 

 

4. Расчёт червячной передачи

 
 

 
 
 

Рис. 4.1 Геометрические параметры червячной передачи. 

1. Выбор материала.

1. Выбор марки  стали и определение её механических  свойств.

      По  табл. 3.1 [3] при мощности Р 1кВт червяк и колесо изготавливается из Сталь 45 с твёрдостью 45 HRC, термообработка – закалка ТВЧ, улучшения.

      По  табл. 3.2 [3] для Сталь 45 определяем: твёрдость 45…50 HRCэ, σ_в=900 Н/мм², σ_т=750 Н/мм².

2. Определяем  скорость скольжения , м/с:

;

      где ω₂ и Т₂ см. табл. 2.2;

      u - см. гл. 2 п.11;

 м/с;

3. Для изготовление венца червячного колеса, со скоростью скольжения =1,97 м/с, по рекомендациям приведенным в табл. 3.5[3] из группы 2 выбираем:

 

 СЧ 18 который обладает σ_в=500 Н/мм², полученный способом отливки в ЗЕМЛЮ.

4. Для венца червячного колеса по табл. 3.6[3] для не реверсированной передачи определяем контактное([σ]_H) и избыточное([σ]_F)  напряжение: 

[σ]_H=300-25·

;

      [σ]_F=0,08·σ_в +0,25·σ_т)·K_FL                                    где K_FL – коэффициент долговечности:

K_FL=

;

      где N – число циклов нагружения зубьев червячного колеса:

N=573·ω₂·L_h;

        где ω₂ см. табл. 2.2;

            L_h см. гл. 1 п.2;

N=573·3,83·15·10³=32,9·10⁶;

K_FL=

;

[σ]_H=300-25·1,86=240 Н/мм²; 

[σ]_F=(0,08·500+0,25·230)0,69=67275 Н/мм²;

      табл.4.1

2. Расчёт червячной  передачи

1 Определяем главный параметр - межосевое расстояние , мм:

  =61 ;

      Где Т -вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Н·м, см. табл. 2.2;

      [σ] -допускаемое контактное напряжение материала червячного колеса, Н/ мм , см. табл.4.1;

=61 мм;

 

по рекомендациям  из табл.13.15[3] округляем до ближайшего стандартного значения:

      

=95 мм;

2. Выбираем число витков червяка z :

      т. к. u =25 (см. гл. 2 п. 11),то z =2;

3. Определяем число зубьев червячного колеса:

z

= z u ;

z

=2·25=50;

4. Определяем модуль зацепления m , мм:

m= (1,5…1,7)

;

m= (1,5…1,7) ·

= 2,85…3,23 мм;

По табл. на стр. 75 [3] выбираем стандартное значение в этих пределах:

m=3 мм;

5. Из условия жесткости определяем коэффициент диаметра червяка:

q≈ (0,212…0,25) z

;

q≈ (0,212…0,25) ·50 ≈10,6…12,5;

По табл. на стр. 75 [3] выбираем стандартное значение в этих пределах:

q=12,5; 

6. Определить коэффициент смещения инструмента x:

х= (

/m) – 0,5(q+ z ); 

х= (

) – 0,5· (12,5+50)=0,42;

7. Определить фактическое передаточное число u , и проверить его отклонение Δu от заданного u:

u

= ;   Δu= ;

      где u=16 (см. гл. 2 п. 11);

u

= ;   Δu= ; 

8. Определить фактическое значение межосевого расстояния , мм:

=0,5m (q+ z +2x); 

=0,5·3· (12,5+ 50+2·0,42)=95 мм; 

9. Определить основные геометрические размеры передачи, мм

      a) Основные размеры червяка:

 

       Делительный диаметр d =qm;

            d =3·12,5=37,5 мм;

      Начальный диаметр d =m(q+2x);

            d =3(12,5+2·0,42)=40 мм;

      Диаметр вершин витков d =d +2m;

            d =37,5+2·3=43,5 мм;

      Диаметр впадин витков d =d -2,4m;

            d =37,5-2,4·3=30,3 мм;

      Делительный угол подъема линии витков =arctg( );

             =arctg( )=9°

      Длина нарезаемой части червяка b =(10+5,5|x|+ z )m+C;

      При х 0, С=0;

      b =(10+5,5·|0,42|+2) ·3+0=60 мм;

      По  табл. 13.15 [3] выбираем стандартное значение:

      b =60 мм;

      б) Основные размеры винца червячного колеса:

      делительный диаметр d =d =mz ;

            d =d =3·50=150 мм;

      диаметр вершин зубьев d =d +2m(1+x);

            d =150+2·3(1+0,42)=158,52 мм;

      наибольший  диаметр колеса d ≤d + ;

            d ≤158,92+ =163,02 мм;

      Диаметр впадин зубьев d =d -2m(1,2-x);

            d =150-2·3(1,2-0,42)=145,32 мм;

      Ширина  венца:

         при z =2 ;

      b

=0, 355 ;

      b

=0,355·95=33,725 мм;

      Радиусы закругления зубьев:

      R

=0,5d -m;

      R

=0,5·37,5-3=15,75 мм; 

      R

=0,5d +1,2m;