Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

Исходные данные

Пример расчета открытой цилиндрической передачи

Мощность на валу шестерни, Р_IV, кВт – 1611,87.

Мощность на валу колеса, Р_V, кВт – 1500.

Вращающий момент на шестерни, Т_IV, Н·м – 192,57.

Вращающий момент на колесе, Т_V, Н·м – 750.

Частота вращения шестерни, n_IV, об/мин – 80.

Частота вращения колеса, n_V, об/мин – 19,1.

Передаточное число, =4,19.

Режим нагружения передачи – 0.

Передача не реверсивная

Расположение шестерни – консольное.

Смазка погружением колеса в масляную ванну.

Электродвигатель имеет следующие параметры:

- мощность номинальная , Вт – 2200;

- мощность расчетная , Вт – 2140,73;

- отношение пускового момента к номинальному Т_maх / Т_ном = 2,6.

5.2.1Число циклов перемены напряжений шестерни и колеса N_∑5 и N_∑6

N_∑5 = 60 × L_h × n_IV = 60 × 8000 × 80 = 38,4 × 10 ⁶;

N_∑6 = 60 × L_h × n_V = 60 × 8000 × 19,1 = 9,17 × 10 ⁶.

5.2.2 Эквивалентное число циклов перемены напряжений

Для шестерни:

N_FE5 =K_FE·N_∑5=1,0∙38,4∙10⁶=38,4∙10⁶,

­­где K_FE=1,0 (см. таблицу 5).

Для колеса:

N_FE6=K_FE∙N_∑6=1,0·9,17·10⁶=9,17·10⁶.

5.2.3 Материалы зубчатых колес

Шестерня изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88 (см. таблицу 1). Термообработка – улучшение, НВ=269¸302 (средняя твердость HB_ср5=285,5), предел прочности s_В5=890 МПа, предел текучести s_Т5=850 МПа.

Колесо изготавливается также из стали 45 ГОСТ 1050-88 (см. таблицу 1). Термообработка – улучшение, НВ=235¸262 (средняя твердость HB_ср6=248,5), предел прочности s_В6=780 МПа, предел текучести s_Т6=540 МПа.

5.2.4 Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу изгибной выносливости

(см. с.8).

5.2.5 Допускаемые напряжения для расчета на изгибную выносливость

Для шестерни:

,

где - предел изгибной выносливости при отнулевом цикле напряжений (см. таблицу 4), для улучшенных колес:

=1,75 × HB_ср5 = 1,75 × 285,5 =499,6 МПа,

- коэффициент запаса прочности при расчете на изгибную прочность (см. с.11);

- коэффициент долговечности, так как

> N_FG5 =4 × 10⁶, то (см. с.11);

– коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности между зубьями, при зубофрезеровании (см. с.12);

– коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки (реверса); при одностороннем приложении нагрузки (см. с.12).

Тогда:

Для колеса:

,

=1,75 × HB_ср6 = 1,75 × 248,5 =434,9 МПа.

Поскольку N_FE6=9,17 × 10 ⁶ > N_FG6=4 × 10 ⁶ , то (см. с.11), тогда:

5.2.6 Предельные допустимые напряжения для расчета на изгибную выносливость

Для шестерни

МПа.

Для колеса

МПа.

Дата добавления: 2015-07-13