Разработка шестеренного привода прокатной клети ДУО
3. Расчёт зубчатого зацепления
Расчёт зубчатого зацепления произведём основываясь на материалах работы [2].
Расчетной нагрузкой является передаваемый зубчатым зацеплением максимальный крутящий момент и определяемый с учетом (коэффициент k) качества изготовления зацепления, концентрации напряжений и характера (динамичности, повторяемости) нагрузки:
Мрасч=Мзац·kзац, (4)
где Мзац -- максимальный момент, передаваемый зубчатым зацеплением.
Расчетный коэффициент k определяется следующим образом
kзац=k1·k2·k3, (5)
где k1-коэффициент ширины шестерни (колеса); при BШ/АШ=1>k1=1.4.
k2-коэффициент концентрации, равный 1+0.1·i=1.1;
k3-коэффициент качества; для 2-го класса точности изготовления
k3=1.2.
Таким образом, для шестеренных клетей с передаточным числом i=1, изготовленных по 2-му классу точности и при BШ/АШ=2, расчетный коэффициент kзац=1,4·1,1·1,2=1,848.
Проверочное определение контактного напряжения в поверхностном слое зубьев шестерни (при угле эвольвенты б=20°, угле наклона зубьев в?26,5°) выполняют по формуле:
(6)
Условия прочности [4].
Для стали 40Х (материал шестерней) уВ=750Н/мм2 и уТ=450Н/мм2, тогда допускаемые контактные напряжения для них [у]К=900Н/мм2.
49<900 (7)
Условие прочности выполняется.
Напряжение изгиба у основания зубьев шестерни с числом зубьев zШ=23 и нормальным модулем mН=7мм.
(8)
где -коэффициент концентрации напряжений у основания зубьев. При нарезке червячной фрезой
-коэффициент формы зубьев шестерни, определяется в зависимости от приведённого числа зубьев ;
zприв=1,54·zШ=1,54·23 ?35. (9)
Для значения zприв=35, коэффициент равен y=0,35.
(10)
Для нашей стали (40Х) [у]И=247Н/мм2.
Условие и выполняется.