Допускаемые контактные напряжения. Материал шестерни и колеса

Материал шестерни и колеса

Пример расчета цилиндрической косозубой передачи

Задание: Выполнить расчет быстроходной цилиндрической передачи редуктора привода ленточного конвейера при следующих данных:

Исходные данные:

Номинальная мощность электродвигателя	Рдв=22 кВт
Номинальная частота вращения вала электродвигателя	n дв=930 об/мин
Мощность на валу шестерни	Р1=23,4 кВт
Частота вращения шестерни	n1=930 об/мин
Угловая скорость шестерни	w1=97,34 рад/с
Частота вращения колеса	n2=232,5 об/мин
Угловая скорость колеса	w2=24,335 рад/с
Вращающий момент на шестерне	Т1=225 Н*м
Вращающий момент на колесе	Т2=864,3 Н*м
Передаточное число рассчитываемой передачи	U1=4
Коэффициент перегрузки
Срок службы передачи	tS=18*10^3 ч
Режим работы	Постоянный
Передача	Реверсивная

2.1.1 Шестерня: материал – сталь 40ХН, термообработка – улучшение, НВ269…302 (НВ_1ср285,5), s_В=920МПа, s_Т=750МПа.

[1,с.6]

2.1.2 Колесо: материал – сталь 40ХН, термообработка – улучшение, НВ235…262 (НВ_2ср245,5), s_В=800МПа, s_Т=630МПа.

[1,с.6]

где S_H – коэффициент запаса прочности; для колес с однородной структурой материала:

S_H=1,1; [1,с.6]

s_Hlimb – предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений;

s_Hlimb = 2 _* НВ + 70; [1,с.7]

s_Hlimb1 = 2 _* 285,5 + 70 = 641МПа;

s_Hlimb2 = 2 _* 245,5 + 70 = 567МПа

Z_R – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев;

Z_V – коэффициент, учитывающий окружную скорость;

Z_L – коэффициент, учитывающий влияние смазки;

Z_X – коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса;

При расчете допускаемых контактных напряжений следует принимать Z_R*Z_V*Z_L*Z_X=0,9. [1,с.7]

Z_N – коэффициент долговечности:

здесь N_HO – базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости;

N_HO1=30_*HB_1сp^2,4=30_*285,5^2,4=23,5_*10⁶

N_HO2=30_*HB_2сp^2,4=30_*245,5^2,4=16,8_*10⁶

N_HE - эквивалентное число циклов перемены напряжений за весь срок службы.

При постоянной нагрузке:

N_HE=60_*c_*n_i*t_S,

где с – число одинаковых колес, сцепляющихся с рассчитываемым;

n_i – частота вращения рассчитываемого колеса;

n₁=930об/мин; n₂=232,5об/мин

t_S – срок службы привода (ресурс);

t_S=18_*10³ч

N_HE1=60_*1_*930_*18_*10³=1004_*10⁶

N_HE2=60_*1_*232,5_*18_*10³=251,1_*10⁶

m_H – показатель корня;

При N_HE>N_HO m_H=20 [1,с.10]

;

;

;

.

Для зубчатых передач с непрямыми зубьями в качестве расчетного допускаемого контактного напряжения принимают:

[s]_H=0,45_*([s]_H1+[s]_H2)£1,23_*[s]_H2 [1,с.11]

[s]_H=0,45_*(435,3+403,6)=377,5МПа£1,23_*403,6=496,4МПа

Дата добавления: 2015-07-13