Червячная передача:

Выбираем марку стали для червяка и определяем ее механические характеристики по таб.3.1 с.49 [1] при мощности Р = 2, 192 кВт > 1 кВт. Червяк изготавливается из стали 40Х с твердостью ≥45 НRС_Э,, термообработка - закалка +ТВЧ по таб.3.2; для стали 40Х - твердость 45…50 НRС_Э; σ_в = 900 Н/мм ², σ_т = 750 Н/мм ², σ_-1 = 410 Н/мм ²; D_пред = 125 мм, S_пред = 80 мм.

Скорость скольжения V_s, м/с определяем по формуле

V_s = , (18)

V_s = (4,3 × 9,39 × 16 × ) /1000 = 3,96 м/с

По определенной скорости скольжения из таб.3.5 стр.54 [1] выбираем материал для червячного колеса при V_s < 5 БрА10Ж4Н4 способ отливки - "центробежный"; σ _в =700 Н/мм ², σ _т =460 Н/мм ².

Для материала венца червячного колеса по таб.3.6 [1] определяем допускаемые контактные [σ] _H и [σ] _F изгибные напряжения. При твердости витков червяка ≤ 350 НВ, термообработка - улучшение:

[σ] _H = 250 - 25 × V_s, (19)

[σ] _H = 250 - 25 × 3,96 = 151 Н/мм ^2,

т.к. червяк находится в масляной ванне то не уменьшаем.

Коэффициент долговечности К _FL, определяем по формуле

К _FL = , (20)

Наработку колес N, циклов, определяем по формуле

N = 573 × ω₂ × L_h, (21)

N = 573 × 9,39 × 8409,6 = 45,25 × 10 ⁶ циклов.

Тогда получаем по формуле (20)

К _FL = = 0,655.

Для реверсивной передачи

[σ] _F = (0,08 × σ_в + 0,25 × σ_т) × К _FL, (22)

[σ] _F = (0,08 ×700 + 0,25 × 460) × 0,655 = 112 Н/мм ²

Открытая косозубая зубчатая передача:

Для шестерни и колеса выбираем марку стали и определяем ее механические характеристики по таб.2.1 [2]:

Шестерня - сталь 40 Х с твердостью ≤ 350 НВ₁, термообработка - улучшение; по таб.3.2 для стали 40Х - твердость 235. .262 НВ, σ _в = 900 Н/мм ², σ _т = 750 Н/мм ², σ - ₁ = 410 Н/мм ^2, D _пред = 200 мм, S_пред = 125 мм.

Колесо - сталь 45Л с твердостью ≤ 350 НВ_2, термообработка - улучшение; по таб.3.2 [2] для стали 45Л - твердость 207…235 НВ, σ _в = 680 Н/мм ², σ _т = 440Н/мм ², σ - ₁ = 285 Н/мм ^2, D _пред = 315 мм, S_пред = 200мм.

Среднюю твердость зубьев шестерни НВ_1ср и колеса НВ_2ср определяем по формулам

НВ_1ср = (235+262) /2 = 248,5,НВ_2ср = (207+235) /2 = 221,НВ_1ср - НВ_2ср = 248,5-221 = 27,5 < 50

Для материала зубчатой шестерни и колеса определяем допускаемые контактные [σ] _H и [σ] _F изгибные напряжения

Коэффициент долговечности К_HL, определяем по формуле

К_HL = , (23)

Наработку шестерни N₁, циклов, определяем по формуле

N₁ = 573 × ω₂ × L_h, (24)

N₁ = 573 × 9,39 × 8409,6 = 45,24 × 10 ⁶ циклов

Наработку колеса N₂, циклов, определяем по формуле

N₂ = 573 × ω₃ × L_h, (25)

N₂ = 573 × 3,75 × 8409,6 = 18,07 × 10 ⁶ циклов.

Число циклов перемены напряжений N_НО, соответствующие пределу выносливости, находим по таб.3.3 с.51 [2] N_НО1 = 69,5 × 10 ⁶ циклов, N_НО2 = 17 × 10 ⁶ циклов.

Так как N₁ < N_НО1, N₂ > N_НО2, то коэффициент долговечности принимаем

К_HL2 = 1,К_HL1 = , (26)

К_HL1 = = 1,07

По таб.3.1 определяем допускаемые контактные напряжения [σ] _HО, соответствующее числу циклов перемены напряжений N_НО.

Для шестерни

[σ] _HО1 = 1,8НВ₁ + 67, (27)

[σ] _HО1 = 1,8 × 248,5 + 67 = 514,3 H/мм ²

Для колеса

[σ] _HО2 = 1,8НВ₂ + 67, (28)

[σ] _HО2 = 1,8 × 221 + 67 = 464,8 Н/мм ²

Допускаемое контактное напряжение определяем по формулам

[σ] _H1 = [σ] _HО1 × К н_L1, (29)

[σ] _H1 = 514,3 × 1,07 = 550,3 Н/мм ²

[σ] _H2 = [σ] _HО2 × К н_L2, (30)

[σ] _H2 = 464,8 × 1 = 464,8 Н/мм ²

[σ] _H = 0,45 × ([σ] _H1 + [σ] _H2), (31)

[σ] _H = 0,45 × (550,3 + 464,8) = 456,8 Н/мм ²

[σ] _H = 456,8 Н/мм ² < 1,23 [σ] _H2 = 571,7 Н/мм ², условие выполняется.

Коэффициент долговечности К _FL, определяем по формуле

К _FL = , (32)

где N_FО = 4 ×10 ⁶ < N₁ и N₂,_, следовательно К _FL1 = К _FL2 = 1

По таб.3.1 определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу перемены напряжений N_FО.

Для шестерни

[σ] _FО1 = 1,03 × HB_1ср, (33)

[σ] _FО1 = 1,03 × 248,5 = 256 Н/мм ² предполагая что m<3 мм,

Для колеса

[σ] _FО2 = 1,03 × НВ_2ср, (34)

[σ] _FО2 = 1,03 × 221 = 227,63 Н/мм ²

так как передача реверсивная уменьшаем на 25%

[σ] _F2 = 227,63 × 0,75 = 170,75 Н/мм ²

[σ] _F1 =256 × 0,75 = 192 Н/мм ²

Составляем таблицу

Таблица 2 - Механические характеристики материалов передач редуктора