II. Кинематический расчет привода.

1. Определение общего передаточного отношения привода.

2. Разбивка общего передаточного отношения привода по простым передачам.

где: , к расчету принимаем , тогда :

Расчетное значение округляем до стандартного значения

Тогда: .

3. Определение отклонения предлагаемой величины передаточного отношения от требуемой.

Вывод: к дальнейшему расчету принимается

4. Определение частоты вращения валов привода.

· Ведущий вал ременной передачи:

· Ведомый вал ременной передачи:

· Ведущий вал зубчатого редуктора:

· Ведомый вал зубчатого редуктора:

Вывод: к дальнейшему расчету принимается:

 

5. Определение крутящего момента, возникающего на валах.

· Ведущий вал ременной передачи (без учета потери мощности на трение):

· Ведомый вал ременной передачи:

· Ведущий вал зубчатого редуктора:

· Ведомый вал зубчатого редуктора (с учетом потерь на трение):

Вывод: к дальнейшему расчету принимается:

 

III. Выбор материала для изготовления зубчатых колес.

Для изготовления зубчатых колес как высоко нагруженных деталей рекомендуется использовать легированную сталь 40Х.

Назначить термообработку: улучшение (поверхностная ТВЧ закалка и высокий отпуск).

Обеспечить в результате улучшения поверхностную твердость, равную:

· Для зубьев ведомого колеса

· Для зубьев ведущего колеса

Механические характеристики стали 40Х:

IV. Допускаемые напряжения.

1. Допускаемые контактные напряжения.

1) Определение базового предела контактной выносливости (

2) Определение коэффициента безопасности:

(термообработка: Улучшение).

3) Определение коэффициента долговечности:

а) Определение базового числа циклов перемены контактных напряжений.

циклов;

б) Определение фактического числа циклов перемены контактных напряжений в течение заданного срока службы привода:

Где: c-число зубчатых колес, одновременно взаимодействующих с данным зубчатым колесом ( c=1, так как проектируемый редуктор одноступенчатый); n, об/мин-частота вращения вала, на котором закреплено данное зубчатое колесо (z1: n=n1; z2: n=n2); t-срок службы привода в часах:

Вывод: так как , то .

Далее определяются допускаемые напряжения.

;

.

Вывод: в качестве допускаемого контактного напряжения для косозубого цилиндрического редуктора к дальнейшему расчету принимается среднее из двух расчетных значений, равное .

.

2. Допускаемые напряжения изгиба.

1) Определение базового предела изгибной выносливости:

;

;

.

2) Определение коэффициента безопасности при изгибных напряжениях:

.

3) Определение коэффициента, учитывающего влияние действия на зуб колеса двухсторонней нагрузки:

4) Определение коэффициента долговечности при изгибе:

.

а) Определение базового числа циклов перемены изгибных напряжений:

б) Определение фактического числа циклов перемены изгибных напряжений в течение заданного срока службы привода:

Вывод: так как , то

Далее определяются допускаемые напряжения:

Вывод: в качестве допускаемого напряжения изгиба для зубьев ведущего колеса принимается первое расчетное значение, равное а для зубьев ведомого колеса – второе расчетное значение, равное

3. Допускаемые контактные и изгибные напряжения при кратковременных перегрузках.

1) Контактные напряжения.

;

Вывод:

2) Напряжения изгиба.

Вывод:

 

V. Проектный расчет зубчатого редуктора.

1. Определение из условия контактной выносливости рабочей поверхности зубьев, диаметра делительной окружности ведущего колеса.

где:

;

- крутящий момент на ведущем валу,

- коэффициент, учитывающий относительную ширину зубчатого венца колес – по таблице 13 с. 170. Согласно принятым начальным условиям, .

На начальном этапе проектирования следует проработать возможность применения зубчатых колес с узким венцом, то есть к расчету принимается

– коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по длине контактной линии – согласно таблице 14 с.170, к расчету принимается

Тогда,

Полученное расчетное значение делительного диаметра ведущего колеса следует увеличить на 5-10%, поскольку на данном этапе проектирования не учитывается влияние динамической нагрузки.

В связи с этим, к расчету принимается

2. Определение ширины зубчатого венца ведомого и ведущего колес.

3. Определение ширины зубчатого венца ведомого и ведущего колес.

4. Определение модуля зацепления.

Где: , . Тогда интервал расчётных значений равен:

Вывод: согласно рекомендациям таблицы 16 стр. 172 и полученному интервалу расчетных значений, к расчету принимается стандартное значение модуля зацепления равное:

5. Выбор предварительного значения угла наклона линии зуба.

;

.

6. Проверка правильности выбора угла наклона линии зуба.

.

Вывод: выбор угла наклона линии зуба верен.

7. Определение числа зубьев ведущего и ведомого колес.

8. Определение межосевого расстояния.

9. Определение уточненного значения угла наклона линии зуба.

10. Определение уточненных значений делительных диаметров ведущего и ведомого колес.

11. Определение остальных диаметральных размеров ведущего и ведомого колес.

Диаметры окружностей выступов:

Диаметры окружностей впадин: