3
РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ
3.1 Расчет тихоходной ступени
3.1.1 Межосевое расстояние
,
(3.1)
где
- передаточное число тихоходной ступени;
-
приведенный модуль упругости (
МПа);
-
крутящий момент на ведомом валу, Нм;
-
коэффициент концентрации нагрузки (
);
-
допускаемое
контактное напряжение колеса тихоходной
ступени, МПа;
-
коэффициент ширины колеса,
(
=0,4).
мм
Стандартное
значение межосевого расстояния
=
мм.
3.1.2 Модуль зацепления
,
(3.2)
где
- межосевое расстояние, мм;
мм.
Окончательно принимаем стандартное значение модуля
=2,5
мм.
3.1.3 Числа зубьев шестерни и колеса
3.1.3.1 Суммарное число зубьев
,
(3.3)
где - межосевое расстояние, мм;
- модуль, мм.
Окончательно
принимаем
=
3.1.3.2 Число зубьев шестерни
,
(3.4)
где - суммарное число зубьев;
- передаточное число тихоходной ступени.
Окончательно
принимаем число зубьев шестерни
=
3.1.3.3 Число зубьев колеса
,
(3.5)
где - суммарное число зубьев;
- число зубьев шестерни.
3.1.4 Фактическое передаточное отношение
,
(3.6)
где
- число зубьев колеса;
- число зубьев шестерни.
3.1.5 Делительные диаметры
,
(3.7)
,
(3.8)
где - модуль, мм;
- число зубьев шестерни;
- число зубьев колеса.
мм;
мм.
3.1.6 Диаметры окружностей вершин зубьев
,
(3.9)
,
(3.10)
где
- делительный диаметр, мм;
- модуль, мм.
мм;
мм.
3.1.7 Диаметры окружностей впадины зубьев
,
(3.11)
,
(3.12)
где - делительный диаметр, мм;
- модуль, мм.
мм;
мм.
3.1.8 Ширина зубчатого колеса
,
(3.13)
где - коэффициент ширины колеса, ( =0,4);
- межосевое расстояние, мм.
мм.
3.1.9 Ширина шестерни, мм
,
(3.14)
где
- ширина колеса;
мм.
3.2 Проверочный расчет на контактную прочность
(3.15)
где – приведенный модуль упругости, ( МПа);
-
вращающий момент на промежуточном валу,
Нм;
-
коэффициент нагрузки;
-
делительный диаметр шестерни, мм;
-
рабочая ширина венца, мм;
-
угол профиля, (
);
-
фактическое передаточное число тихоходной
ступени.
3.2.1 Коэффициент нагрузки
,
(3.16)
г
де
–
коэффициент режима работы;
-
коэффициент концентрации нагрузки.
– коэффициент
динамической нагрузки;
– коэффициент
распределения нагрузки между зубьями.
3.2.2 Окружная скорость
,
(3.17)
где - делительный диаметр шестерни, мм;
-
частота вращения промежуточного вала,
об/мин.
м/с.
С учетом окружной скорости назначим степень точности изготовления зубчатых колес, вид сопряжения - В.
3.3 Проверочный расчет на изгибную прочность
,
(3.18)
где
- коэффициент формы зуба;
-
окружное усилие, Н;
-
коэффициент нагрузки;
- ширина зубчатого колеса;
- определение модуля, мм.
-допускаемое
контактное напряжение, МПа.
3.3.1 Определение более слабого колеса
Для
передачи без смещения (x=0)
с учетом числа зубьев шестерни и колеса
находим
и
.
Расчет проводим по тому из колес пары, для которого меньше отношение
3 .3.2 Окружное усилие, Н
,
(3.19)
где - вращающий момент на промежуточном валу, Нм;
-
делительный диаметр шестерни, мм.
Н.
3.3.3 Коэффициент нагрузки
,
(3.20)
где
–
коэффициент внешней динамической
нагрузки;
-
коэффициент концентрации нагрузки.
– коэффициент
динамической нагрузки;
– коэффициент
распределения нагрузки между зубьями.
3 .4 Расчет быстроходной ступени
3.4.1 Задача расчета
Определить геометрические параметры колес быстроходной ступени по условию контактной выносливости поверхности зубьев, проверить выносливость зубьев по напряжениям изгиба.
3.4.2 Условие расчета
При определении параметров колес быстроходной ступени принято, что размеры тихоходной пары известны; передача косозубая, без смещения.
3.4.3 Порядок расчета
3.4.3.1 Диаметры делительных окружностей
По условию погружения колес обеих ступеней в масляную ванну
(3.21)
где
- диаметр делительной окружности колеса
тихоходной ступени, мм.
мм.
Окончательно
для колеса принято значение
мм.
(3.22)
где
передаточное число быстроходной ступени
редуктора;
диаметр
делительной окружности колеса, мм.
(3.23)
мм.
3.4.3.2 Межосевое расстояние
(3.24)
где
- диаметр делительной окружности
шестерни, мм;
диаметр
делительной окружности колеса, мм.
мм.
3.4.3.3 Ширина зубчатого венца колеса
Коэффициент ширины колеса
,
(3.25)
где
вспомогательный
коэффициент, МПа
;
U – передаточное число быстроходной ступени;
коэффициент
концентрации нагрузки;
Вращающий
момент на промежуточном валу, Нм;
допускаемое
контактное напряжение, МПа;
межосевое
расстояние, мм.
а) данные для расчета
Таблица 3.1
Из предыдущих расчетов |
Принято |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
МПа
,
Нм
,
МПа
б) расчет
Расчетное значение коэффициента ширины колеса относительно межосевого расстояния находится в пределах рекомендуемых значений (от 0,2 до 0,4). Окончательно принимаем
=
в) ширина зубчатого венца колеса
,
(3.26)
где
- межосевое расстояние, мм.
мм.
3 .4.3.4 Коэффициент ширины колеса
,
(3.27)
где
-
диаметр делительной окружности шестерни,
мм.
3.4.3.5 Модуль зацепления
мм,
(3.28)
Окончательно для зубчатой передачи принято стандартное значение модуля (ГОСТ 9563-60):
мм.
3.4.3.6 Угол наклона зубьев
а) коэффициент осевого перекрытия
(3.29)
где
-
ширина зубчатого венца колеса, мм;
-
угол наклона зубьев колес;
-
модуль,мм.
Для зубчатой передачи принято значение коэффициента осевого перекрытия
б) угол наклона зубьев
,
(3.30)
Значение
угла наклона зубьев находится в
рекомендуемых пределах (
).
3.4.3.7 Числа зубьев шестерни и колеса
а ) число зубьев шестерни
,
(3.31)
где
-
диаметр делительной окружности шестерни,
мм;
Окончательно
для зубчатой шестерни принимаем целое
значение числа зубьев
б) число зубьев колеса
,
(3.32)
где
целое
значение числа зубьев шестерни;
передаточное число быстроходной ступени редуктора.
Окончательно
для зубчатого колеса принимаем целое
значение числа зубьев
3.4.3.8 Фактическое передаточное число
,
(3.33)
Фактическое передаточное число зубчатого редуктора
,
(3.34)
где
передаточное число быстроходной ступени;
передаточное
число тихоходной ступени.
3.4.3.9 Уточнение значения угла наклона зубьев
,
(3.35)
Уточненное значение угла наклона зубьев находится в рекомендуемых пределах ( ).
3 .4.3.10 Делительные диаметры шестерни и колеса
а) для шестерни
,
(3.36)
мм.
б) для колеса
,
(3.37)
мм.
Уточнение межосевого расстояния
,
(3.38)
мм.
Окружной модуль
,
(3.39)
мм.