кувань.
Основною причиною виходу з ладу більшості закритих коліс, зубчастих добре змащуваних передач є втомне викришування поверхневих шарі зубів. Для запобігання викришування застосовують розрахунок зубів на поверхневу витривалість (контактну міцність).
У приладобудуванні поширеним типом передач є відкрита або закрита, яка не має рясної безперервно поповнюється мастила, передача. Основним видом руйнування таких коліс є знос зубів або їх поломка, викликана втомою матеріалу, що піддається багаторазово повторюваним навантажень.
Для запобігання поломок зуби розраховують на вигин і визначають величину модуля. При розрахунку на поверхневу витривалість визначають міжосьові відстані і по них знаходять модуль зубів.
Один із зазначених розрахунків є основним проектувальним розрахунком, а другий - додатковим перевірочним
2.3 Розрахунок зубів на вигин
Розрахунок на згинальну міцність в малопотужних передачах виробляють лише для тихохідної ступені, навантаженої найбільшим моментом. Модуль інших пар (ступенів) приймають рівним знайденому модулю тихохідної ступені.
Модуль зачеплення для прямозубих коліс розраховується за формулою:
де М - крутний момент, що діє на розрахункове колесо;
- коефіцієнт нерівномірності навантаження по ширині колеса, від 1 ... 1,5, причому менші значення вибирають для нешироких коліс при симетричному розташуванні відносно опор. Приймаються=1.
- коефіцієнт форми зуба, значення якого для коліс, нарізаних без зміщення інструменту, вибирається по таблиці. Виходячи з Z приймаємо рівним 3,75 [2];
- число зубів розраховується колеса;
- коефіцієнт, рівний відношенню ширини зубчастого колеса до модуля. Значення коефіцієнта лежить в межах, причому менші значення вибирають для малогабаритних коліс невисокої точності. Приймаються.
- допустиме напруження при розрахунку зубів на вигин, рівне
, де
- межа витривалості матеріалу колеса при симетричному циклі навантаження, для сталі 40Х [1]; n - запас міцності (n=1,3 ... 2), приймаємо n=2.
Після визначення модуля необхідно вибрати найближчим йому більшу стандартне значення модуля для евольвентного зачеплення. Найбільш вживані бажані значення стандартних модулів наведені в таблиці [2].
отже вибираємо значення
2.4 Розрахунок на контактну міцність
При розрахунку циліндричних коліс на контактну міцність визначають значення міжосьової відстані:
U - передавальне відношення;
М - крутний момент;
- коефіцієнт нерівномірності навантаження по ширині колеса. Приймаються=1;
- коефіцієнт ширини колеса. Приймаються=0,3;
- коефіцієнт динамічного навантаження. Приймаються=1.
- наведений модуль пружності. Для сталевих коліс;
- допустиме контактне напруження, {[1]}
Знайдемо модуль зачеплення
Отримане значення узгоджується з ГОСТ 9563-75 {m=0,3 [2]}, яке задовольняє умові.
2.5 Вибір матеріалу зубчастих коліс
Вибираємо матеріал зубчастого колеса - легована сталь 40Х, яку застосовують при підвищених окружних швидкостях і при підвищених вимогах до корозійної стійкості. Зубчасті колеса піддаються загартуванню. Даний матеріал задовольняє заданим вимогам (умови експлуатації влагоустойчивость 90%, частота обертання n дв.=5000 об/хв).
Сталь 40Х
щільність
коефіцієнт лінійного розширення
модуль пружності
межа міцності при розтягуванні
межа плинності
межа витривалості
3. Розрахунок валів
Попередній розрахунок валів виробляємо з умов міцності на кручення за зниженими допускаються напруженням:
де - допустиме напруження на кручення рівне для сталей 50 Н/мм2
Розрахунок починаємо з вихідного валу приводу, до якого прикладено найбільший крутний момент.
Діючі на зуб шестерні сили в конічному прямозубу зачепленні розраховується за формулами:
окружну
радіальну
де - кут зачеплення
Складаємо розрахункову схему вала із зображенням діючих на нього сил рис. 1. Умовно вважаємо, що навантаження передаються на вали і осі у вигляді зосереджених сил, що прикладаються в серединах перетинів кріплення відповідних деталей.
Рис. 1 Навантаження валу з одним зубчастим колесом
,
Сили, що діють в опорі по осі Х:
Сили, що діють в опорі по осі Y:
Повна сила реакції опори:
...
