МГТУ им. Н.Э. Баумана

Кафедра РК-3 «Детали машин»




Домашнее задание № 2

«Расчёт на прочность

цилиндрических и конических зубчатых передач»




Студент: Матросов Антон

Группа: СМ9-52






Преподаватель: Красавин Сергей Иванович

Дата предъявления:__________________



Дата зачета:____________________

Подпись преподавателя:__________



Москва, 2008 г.

Исходные данные для расчёта:


Режим нагружения: V

Наибольший вращающий момент на шестерне Т1: 54,5 Н*м

Пиковый кратковременно действующий момент на шестерне: 108 Н*м

Требуемый ресурс передачи t: 32000 часов

Частота вращения шестерни n1: 720 мин-1

Требуемое передаточное число редуктора: 4

Материал изготовления:

- шестерни: Сталь 40 ХН

- колеса: Сталь 40ХН

Предел текучести:

- для шестерни σ1=750 МПа

- для колеса σ2=750 МПа

Вид термообработки:

- шестерни: ТВЧ

- колеса: Улучшение

Средняя твёрдость поверхности зуба:

- для шестерни: Н1=50,5 HRC

- для колеса: Н2=286 HB
















Последовательность расчёта:


1) Определение напряжений и коэффициентов:

  1. Определение допускаемого напряжения

1) Предел контактной выносливости

σ =17*HHRC+200=17*50.5+200=1058.5 МПа

σ =2*НHB+70=2*286+70=592 МПа


2) Коэффициент запаса


3) Коэффициент долговечности

,


4) Допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса, МПа:


5) Допускаемые контактные напряжения

МПа

Проверим соблюдение условия:

Сл-но условия выполняется, и примем =585 МПа

  1. Определение коэффициента нагрузки КH

1) Коэффициент KHV, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении:

м/с ,

где мм.

По таблице 12 (БПФ стр.28) выбираю при Н1>350 HB и

Н2≤350 НВ (вариант Б) KHV=1.04.


2) Коэффициент K, учитывающий распределение нагрузки по длине контактных линий:

(т.к. расположение колёс симметричное)


Воспользовавшись, рис.12б (БПФ стр.29) выбираем

3)Коэффициент нагрузки КHa, учитывающий распределение нагрузки между зубьями:

КHa=1+a*(nст-5)≤1.6

КHa=1+0.25*(4+1)=1.75

Принимаем КHa=1.6


4) Коэффициент нагрузки KH:

КH= КHV* К* КHa=1,04*1,03,1,6=1,71


  1. Определение допускаемых напряжений изгиба

  1. Предел выносливости:

По таблице 10 (БПФ стр.23) выбираем


  1. Коэффициент запаса прочности:









  1. Коэффициент долговечности:


  1. Допускаемые напряжения изгиба:



  1. Определение коэффициента нагрузки КF

1) Коэффициент КFVучитывающий внутреннюю нагрузку в зацеплении:

По таблице 12(БПФ стр.28)

при V=1.8 м/с, 8ая степень точности, твёрдость колёс вариант Б

примем КFV=1.07


2) Коэффициент K, учитывающий распределение нагрузки по длине контактных линий:

К=1.03


3) Коэффициент КFα, учитывающий распределение нагрузки между зубьями:

КFα= КHα=1.6


  1. Коэффициент нагрузки KF:

KF= КFV* К* КFα=1.07*1.03*1.6=1.76






2) Расчёт параметров редуктора

  1. Предварительное (в первом приближении) межосевое расстояние:

мм


  1. Уточнение выбранного значения межосевого расстояния (второе приближение):

мм

По стандартному ряду размеров Ra40 выбираем мм

  1. Ширина венца зубчатых колёс:


  1. Определение нормального модуля зубчатых колёс:

Выбранное значение модуля должно удовлетворять условию:


  1. Суммарное число зубьев:



  1. Вычислим число зубьев шестерни и колеса:


  1. Фактическое передаточное число:


  1. Проверочный расчёт на контактную выносливость:


  1. Проверочный расчёт на выносливость при изгибе: