Добирання матеріалу для циліндричних і конічних зубчастих пар

3.1. Матеріали і їх механічні властивості вибирають з табл. 4 або з [1.7 табл. 1.2] і [1.13 табл. 2.1].

3.2. Коли передаточне число зубчастої пари U=1-1.2, то HB₁=HB₂, а для всіх інших випадків HB₁> HB₂ на 40¸50 одиниць для зрівняння їхньої довговічності.

3.3. Чим більша твердість поверхонь зубців, тим менша за розмірами буде розрахована зубчаста передача.

3.4. Для редукторів з потужністю до 4 кВт бажано застосовувати ливарні і вуглецеві сталі, а в інших випадках – леговані.

3.5. Записується з табл. марка матеріалу, твердість HB або HRC, спосіб отримання заготовки, вид термообробки, границя текучості і міцності. При цьому 1HB≈10 HRC. Шестерні придається індекс 1, а зубчастому колесу індекс 2 (див. кінематичну схему).

Табл. 4. Механічні властивості сталей, які застосовуються для виготовлення зубчастих коліс

Марка сталей	HB середнє	Спосіб термообробки	Спосіб отримання заготовки	Границя текучості, σт, МПа
40Л 45Л	160;205 180;230	нормалізація	ливарний	235,290 260,310
	230;280	покращення	прокат	540,650
30ХГСА	250;285	покращення	поковка	660,740
40Х	260;+450	Покращення зак. твч	прокат	590,640,750
40ХН	280;+500	Покращення; зак. твч	поковка	630,690,750
35ГЛ 35ХГСЛ	190;235 180;220	покращення	ливарний	290,340 510,590
40Х,40ХН	50 HRC	закалка	поковка
12ХНЗА,20ХМ	58 HRC	цементування	поковка
30Х2МЮА	60 HRC	азотування	поковка
20ХГМ,35Х	60 HRC	нітроцементація	поковка
35ХМ,40Х		закалка ТВЧ	поковка

4.Визначаються допустимі напруження для циліндричних і конічних зубчастих пар.

4.1. Згинальні

(10)

де 4.1.1. σ_{Flim b1,2} – базова границя згинальної міцності зубців табл.5

Табл. 5. Границя витривалості сталей

Спосіб термообробки	Твердість зубців	Група сталі	σHlim, МПа	σFlim, МПа
Нормалізація або покращення	HB<350	Вуглецева або легована	2∙ HB+70	1.03HB
Об’ємна закалка	HRC 38-50	18HRC+150	1.8HB
Поверхнева закалка	HRC 40-50	17HRC+200
Цементація і нітроцементація	HRC>56	Легована	23∙HRC
Азотування	HV 550-750		300+1.2HRC

4.1.2. S_F – коефіцієнт безпеки згинальний; залежить від способу отримання заготовки для коліс

S_F =1.75 – для поковок і штамповок

S_F=1.95 – для прокату

S_F=2.25 – для ливарних заготовок

4.1.3. К_FC – коефіцієнт реверсу

К_FC=1 – редуктор без реверсу

К_FC=0.7-0.8 – редуктор з реверсом

4.1.4. Коефіцієнт довговічності згинальний 1≤ К_FL≤2.06

(11)

де N_FE1,2 – число циклів навантаження зубця коліс 1 і 2

N_FE1,2=60∙ n_1,2∙h∙c_1,2 (12)

де n_1,2 – частота обертання 1 і 2 коліс (див. п. 2.8)

h – термін служби механізму (див. завдання)

с_1,2 – кількість коліс, які знаходяться у зачеплені з колесом, яке розраховується (див. кінематичну схему).

4.2. Контактні σ_Hadm=0.45(σ_Hadm1+ σ_Hadm2) (13)

де 4.2.1. (14)

де 4.2.2. σ_Hlim1,2 – базова границя контактної міцності зубців, табл.5.

4.2.3. S_H – контактний коефіцієнт безпеки залежить від виду термообробки зубчастих коліс.

S_H=1.1 – для об’ємної термообробки зубців

S_H=1.2 – для поверхневої термообробки зубців

4.2.4. Коефіцієнт довговічності 1 ≤ К_HL ≤2.6 контактний

(15)

де N_HO – базове число циклів навантаження зубців колеса.

N_HO1,2=10⁷ при HB<200

N_HO1,2≈ при HB<350

N_HO1,2=30∙HB^2,4 при HB <560

N_HO1,2=120∙10⁶ при HB>560

N_HE1,2=N_FE1,2=60∙ n_1,2∙h∙c_1,2 (див. п. 4.1.4.)

4.2.5. Після визначення σ_Hadm необхідно перевірити умову

σ_Hadm ≤1,23 σ_{Hadm min}

5. Розрахунок циліндричної зубчастої пари.

5.1. Розраховуються попередньо.

5.2. Ділильні діаметри стальних зубчастих коліс d₁ i d₂ із умови контактної міцності

, мм (16)

де М₁ – обертовий момент, Н∙мм (див. п. 2.8.)

U – передаточне число зубчаcтої пари (див. п. 2.8.)

σ_Hadm – допустимі контактні напруження; МПа (див. п. 4.2.)

φ_d – коефіцієнт ширини зубців по ділильному діаметру

(17)

де φ_а – коефіцієнт ширини зубців по міжосьовій відстані; залежить від виду розташування коліс відносно опор

де а_ω – міжосьова відстань (18)

φ_а=0.1-0.2 – для коробок передач і авіаційних редукторів

φ_а=0.2-0.25 – консольне розташування коліс

φ_а=0.25-0.315 – несиметричне розташування коліс

φ_а=0.315¸0.4 – симетричне розташування коліс

К_HB – контактний коефіцієнт нерівномірності розподілення навантаження по ширині зубця

(19)

де S – індекс схеми; залежить від виду розташування колеса відносно опор (див. кінематичну схему)

S=1 – консольне розташування колеса

S=4 – несиметричне розташування колеса

S=8 – симетричне розташування колеса

d₂=U∙d₁, мм (20)

Ширина зубців (округлюється до цілого числа)

b_зуб.= φ_d∙d₁, мм (21)

5.1.3. Між осьова відстань

а_ω=0.5(d₁+d₂), мм (22)

округляється у більшу сторону до стандартного ряду по ГОСТ2185-66, мм

1 ряд: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500.

2 ряд: 71, 90, 112, 140, 180, 224, 260, 355, 450. 560, 710, 900, 1120, 1400, 1600, 2240.

6. Визначається модуль зачеплення нормальний із умови міцності на згинання.

, мм (23)

де М₂ – обертальний момент, Н∙мм (див. п. 2.8.)

d₂ – ділильний діаметр зубчастого колеса, мм (див. п. 5.1.1.)

σ_{Fadm min} – допустимі напруження згинальні, МПа (див. п. 4.1.)

К_m – коефіцієнт модуля зачеплення

К_m=6.8 – для прямозубих коліс

К_m=5.8 – для косозубих коліс

Для силових редукторів встановлюється m_n≥2 мм.

Отримане значення модуля узгоджується із стандартним значенням по СТ. СЭВ 310-76, мм

1 ряд: 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16

2 ряд: 0.55, 0.7, 0.9, 1.125, 1.75, 2.25, 2.75, 3.5, 4.5, 5.5, 7, 9, 11, 14

Дата добавления: 2017-01-13