Дипломная работа: Расчёт на прочность закрытой цилиндрической одноступенчатой передачи и её проектирование

K_F – коэффициент нагрузки;

F_t – окружная сила, Н;

b – ширина венца зубчатого колеса, мм;

m_n – нормальный модуль, мм;

σ_FP – допускаемое напряжение при расчете на выносливость зубьев при изгибе, Мпа.

(σ_FP =110 Мпа).

Коэффициент нагрузки определяем по формуле

K_F = K_{F β} · K_Fυ (31)

где K_{F β} – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (K_{F β} = 1,04 по [3, табл. П25]);

K_Fυ – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении; для прямозубых колес (K_Fυ = 1,26 по [3, табл.П26];

Следовательно, подставляем коэффициенты K_Fυ , K_Fβ в формулу (31) и находим коэффициент нагрузки

K_F = 1,04 · 1,26= 1,31.

Согласно рекомендациям [3, с. 110], вычисляем эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса по формуле

z_υ = z/cos³ β, (32)

где z – число зубьев шестерни (z₁ ) или колеса (z₂ );

β – угол наклона линии зуба.

Тогда по формуле (34) получаем

z^′ _υ = 46/cos³ (0) = 46;

z^′′ _υ = 74/ cos³ (0) = 74.

Согласно рекомендациям [3, табл. П27], интерполируя, определяем коэффициент формы зуба шестерни Y^′ _F = 3,52 при z^′ _υ = 46 и колеса Y^′′ _F = 3,72

при z^′′ _υ = 74.

Сравнительная оценка прочности зуба шестерни и колеса при изгибе:

σ^′ _FP /Y^′ _F = 130/3,52 = 36,9 МПа,

σ^′′ _FP / Y^′′ _F = 110/3,72 = 29,56 МПа.

Прочность зубьев колеса оказалась ниже, чем зубьев шестерни, поэтому проверку на выносливость по напряжениям изгиба следует выполнить для зубьев колеса.

По формуле (30) проверяем выносливость зубьев при изгибе:

σ_F = = 108 МПа < σ_FP = 110 МПа.

2.6 Ориентировочный расчет валов

Диаметр выходного конца вала определим грубо приближенно (ориентировочный расчет) из расчета на прочность при кручении по заниженным допускаемым касательным напряжениям: [τ_К ] = 20…40 МПа. Согласно рекомендациям [3, с. 307], принимаем [τ_К ]^' = 25 МПа для стали 45 (при d_{f 1} = 65,25мм целесообразно изготовить быстроходный вал вместе с шестерней) и [τ_К ]^'' = 20 МПа для стали 35, которую назначаем для изготовления тихоходного вала.

1. Согласно рекомендациям [3, с. 194], для ведущего (быстроходного) вала редуктора уравнение прочности записывается в виде