Подземный ремонт скважин

       Шестерни  N_∑1 = N_∑2 ∙ U = 2,06∙10⁸ ∙ 5 = 1,03∙10⁹

       Принимаем коэффициент долговечности  К_HL = 1.

       Допускаемые контактные нагружения [σ]_HO и напряжения изгиба [σ]_РO

       Для материала зубьев колеса

                              [σ]_HO2 = (1,8 ∙ НВ_2ср + 67) ,                                 (14) 

               [σ]_НO2 = (1,8 ∙ 248 + 67) = 513 МПа. 

       Для материала зубьев шестерни.

                             [σ]_HO1 = (1,8 ∙ НВ_1ср + 67) ,                                 (15) 

               [σ]_НO1 = (1,8 ∙ 285 + 67) = 580 МПа. 

       Для материалов зубьев колеса [σ]_HO2 и шестерни [σ]_НO1:

                             [σ]_FOi = 1,03 ∙ НВ_iср ,                                           (16) 

               [σ]_FO2 = 1,03 ∙ 248 = 255 МПа.

               [σ]_FO1 = 1,03 ∙ 285 = 294 МПа.

       Допускаемые напряжения по формулам:

       [σ]_Н2 = 531 МПа                        [σ]_Н1 = 580 МПа

       [σ]_F2 = 255 МПа                         [σ]_F1 = 299 МПа.

       Расчетные коэффициенты по табл. 9.1.

       Ψ_a = 0,44, ψ_d = 1,1, К_Нβ = 1,06, К_Fβ = 1,12 

       6. Межосевое расстояние:

                 а_W = 4950 (U + 1) ³√M₂ / ψ_a · U² · [σ]²_H2 · К_Нβ ,                (17) 

       где U = 5 – передаточное число

              М₂ = 100,2 – вращающийся момент

              ψ_a = 0,44 – коэффициент

             [σ]_H2 = 513 МПа – допускаемое напряжение 

             К_Нβ = 1,06 – коэффициент.

       а_W = 4950 (5 + 1) ³√100,2 / 0,44 · 5² · ₅₁₃² · 1,06 = 99мм.

       Принимаем а_W = 100мм 

       7. Предварительные  основные размеры  колеса:

                               d₂ = 2a_w · U / U + 1 ,                                           (18) 

       где а_w = 100 – межосевое расстояние,

              U = 5 – передаточное число.

              d₂ = 2100 · 5 / 5 + 1 = 166,7мм 

       8. Ширина венца:

                            В₂ = ψ_а · а_w ,                                                          (19) 

       где ψ_а = 0,44 – коэффициент

                      а_w = 100 – межосевое расстояние

              В₂ = 0,44 · 100 = 44мм 

       9. Модуль зубьев  передачи в интервале  (0,01÷0,02):

       а_w = 1÷2мм

       Принимаем m = 2мм 

       10. Число зубьев общее:

                       Z_∑ = 2d_w/m ,                                                              (20) 

       где а_w = 100мм – межосевое расстояние,

                      m = 2 – модуль

                      Z_∑ = 2 · 100 / 2 = 100 

       11. Число зубьев колеса:

                             Z₂ = Z_∑ -Z₁ ,                                                         (21) 

       где Z_∑ - общее число зубьев,

                      Z₁ – число зубьев шестерни 

                      Z₂ = 100 – 16 = 84 

       12. Передаточное число:

                       U = Z₂ /Z₁ ,                                                                  (22)  

       где Z₂ = 84 – число зубьев колеса,

                      Z₁ = 16- число зубьев шестерни

                      U = 84 / 16 = 5,25

                      Расхождение менее 2,5% 

       13. Делительные диаметры:

                     d₁ = m · Z₁ ,                                                                 (23) 

       где m = 2 – модуль

                     Z₁ = 16 – число зубьев шестерни

                      d₁ = 2 · 16 = 32мм 

                         d₂ = m · Z₂ ,                                                              (24) 

       где m = 2 – модуль

            Z₂ = 84 – число зубьев колеса

              d₂ = 2 · 84 = 168мм 

       14. Межосевое расстояние  а_w:

                      a_w = d₁ + d₂ / 2 ,                                                          (25) 

       где d₁ = 32 мм – делительный диаметр,

                    d₂ = 168мм – делительный диаметр

                    a_w = 32 + 168 / 2 = 100мм 

       15. Окружная скорость  колеса и шестерни:

                    δ = d₂ · ω₂ / 2 ,                                                             (26)

       где d₂ = 168мм – делительный диаметр = 0,168м

                      ω₂ = 29,94 – угловая скорость 

                     δ = 168 · 29,94 / 2 = 2,51м/с 

       16. Силы в зацеплении:

       Окружная  сила:

                       F_t = 2M₂ / d₂ ,                                                             (27) 

       где M₂ = 100,2 – вращающийся момент,

                      d₂ = 168·10^-3м – диаметр делительный

                      F_t = 2 · 100,2 / 168∙10^-3 = 1192,8Н.

       Радиальная  сила:

                       F_t = F_t ∙ t_g∙ d_w ,                                                            (28)

       где F_t = 1192,8Н – окружная сила

              t_g∙ d_w = t_g 20º

             F_t = 1192,8 ∙ t_g 20º = 434,1Н. 

       17. Принимаем коэффициент  дин. нагрузки

       K_HV = 1,2        K_FV = 1,4 

       18. Расчетные контактные  напряжения:

                        σ_н = 436∙10³ √F_t (U + 1)/d₂∙b₂∙K_HB∙K_HV ,                  (29) 

       где F_t = 1192,8Н – радиальная сила,

                    U = 5 – передаточное число,

                     d₂ = 168∙^10-3м – диаметр делительный,

                     b₂ = ширина венца,

                     K_HB = 1,4 – коэффициент,

                    K_HV = 1,2 – коэффициент

                σ_н = 436∙10³ √1192,8∙(5 + 1)/168∙10^-3 ∙44∙1,4∙1,2 = 490МПа

                     σ_н <= [σ]_н       490МПа <= 513МПа 

       19. Коэффициент формы  зуба:

       Y_F1 = 4.28

       Y_F2 = 3,6 
 

       20. Расчетные напряжения  изгиба:

                        σ_F1 = Y_F1∙F_t/b₂∙m∙K_FB∙K_FV ,                                       (30) 

       где Y_F1 = 4,28 – коэффициент,

             F_t = 1192,8 – окружная сила,

               b₂ = 44 – ширина венца,

              m = 2 – модуль,

               K_FB = 1,12 – коэффициент,

               K_FV = коэффициент

              σ_F1 = 4,28 ∙ 1192,8/44 ∙ 2∙10^-6 ∙ 1,12 ∙ 1,4 = 98МПа

             σ_F1 <= [σ]_F1      98МПа <= 294МПа 

                     σ_F2 = σ_F1 ∙ Y_F2/Y_F1 ,                                                      (31) 

       где σ_F1 – напряжение изгиба,

                     Y_F2, Y_F1 – коэффициенты

                      σ_F2 = 98 ∙ 3,6/4,28 = 82МПа