Машиностроительное конструирование Начертательная геометрия Требования к чертежам деталей Выполнение рабочих чертежей деталей

Машиностроительное конструирование

Значения предела выносливости при отнулевом цикле изгиба sоF lim b и коэффициент а безопасности [SF]¢

Марка стали

Термическая или термохимическая обработка

Твердость зубьев

sоF lim b,

МПа

[ SF ]¢

На поверхности

В сердцевине

40, 45, 50, 40Х, 40ХН, 40ХФА

Нормализация, улучшение

НВ 180-350

1,8 НВ

1,75

40Х, 40ХН, 40ХФА

Объемная закалка

HRC 45-55

500-550

1,8

40ХН, 40ХН2МА

Закалка при нагреве ТВЧ

HRC 48-58

HRC 25-35

700

1,75

20ХН, 20ХН2М, 12ХН2, 12ХН3А

Цементация

HRC 57-63

-

950

1,55

Стали, содержащие алюминий

Азотирование

НВ 700-950

HRC 24-40

300 + 1,2 HRC сердцевины

1,75

шения 99%. Таким образом, в этом коэффициенте отражена и степень ответственности зубчатой передачи; при вероятности неразрушения большей, чем 99%, значения [SF]' существенно возрастают.

Второй множитель [SF]" учитывает способ получения заготовки зубчатого колеса: для поковок и штамповок [SF]" = 1,0; для проката [SF]" = 1,15; для литых заготовок [SF]" = 1,3.

Сведения о пределах выносливости sоF lim b приведены в табл. 3.9; в дополнение к ней следует пользоваться также табл. 3.3, в которой приведены механические свойства сталей в зависимости не только от вида термической обработки, но и от размеров заготовки.

Для реверсируемых передач, в которых зубья работают попеременно обеими сторонами, допускаемое напряжение следует снижать на 25%.

При проверочных расчетах ГОСТ предлагает выбирать допускаемое напряжение по зависимости

где sF lim – предел выносливости при эквивалентном числе циклов;

где KFg – коэффициент, учитывающий влияние шливофания переходной поверхности зубьев; при отсутствии шлифования KFg = 1; KFd - коэфффицент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или элекрохимической обработки переходной поверхности; при отсутствии такого упрочнения KFd = 1; KFc — коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки. При одностороннем приложении нагрузки KFc = 1; КFL — коэффициент долговечности, зависящий от соотношения базового и эквивалентного чисел циклов. Поскольку для всех сталей ГОСТ принимает  базовое число циклов NFO = 4 . 106, а при эквивалентном числе циклов, большем базового, коэффициент KFL =1,0, то при учебном проектировании передач, имеющих NF экв > NFO, этот коэффициент можно принять равным единице. Ys - коэффициент, учитывающий градиент напряжений, зависящий от модуля; при встречающихся в учебном  проектировании значениях модуля от 1 до 8 мм этот коэффициент

3.10. Основные параметры цилиндрических зубчатых передач, выполненных без смещения (см. рис. 3.2)

Параметры

Шестерня

Колесо

Расчетные формулы

Делительный диаметр

Диаметр окружности вершин зубьев

Диаметр окружности впадин зубьев

Межосевое расстояние

убывает от 1,1 до 0,92; YR — коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности; он отличен от единицы лишь в случае полирования переходной поверхности; KxF — коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса; при da £ 300 мм KxF = 1,0: при da = 803 мм KxF = 0,95.

Из анализа коэффициентов, входящих в формулы ГОСТа для определения [sF] и sF lim, следует, что численные значения этих коэффициентов для передач, рассчитываемых в курсовых проектах техникумов, весьма близки к единице. Поэтому в учебных целях рационально пользоваться при определении допускаемою напряжения формулой (3.24).

Формулы для геометрического расчета цилиндрических зубчатых колес приведены в табл. 3.10.

Особенности расчета косозубых и шевронных передач

Несущая способность косозубых и шевронных колес выше, чем прямозубых. Повышение выносливости зубьев отражено в формуле для определения расчетных напряжений двумя дополнительными коэффициентами, не встречающимися в формуле (3.22) для прямозубых колес.

Для проверочного расчета косых зубьев  служит формула

Здесь коэффициент Yf имеет то же значение, что и в формуле (3.22), с той, однако, разницей, что его следует выбирать по эквивалентному числу зубьев

Коэффициент Yb введен для компенсации погрешности, возникающей из-за применения той же расчетной схемы зуба, что и в случае прямых зубьев. Этот коэффициент определяют по формуле

где bо — угол наклона делительной линии зуба.

Коэффициент Kfa учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями. Для узких зубчатых колес, у которых коэффициент осевого перекрытия

коэффициент Kfa = 1,0. При eb ³ 1 этот коэффициент определяют по формуле

где ea - коэффициент торцевого перекрытия; n — степень точности зубчатых колес. При учебном  проектировании можно принимать среднее значение ea = 1,5 и степень точности 8-ю; тогда Kfa  = 0,92; b - ширина венца того зубчатого колеса, зубья которого проверяют на изгиб.

При очень высокой поверхностной твердости зубьев и большом суммарном числе их (zS > 200) может возникнуть необходимость в проектировочном расчете зубьев на изгиб и определении модуля mn. Из формулы (3.25) после соответствующих преобразований получают требующуюся зависимость

Здесь значения Т/z можно брать как по шестерне, так и по колесу. Коэффициент ybm = b/тn. Рассчитывать следует то зубчатое колесо, для которого отношение [sf] / YF меньше.


На главную