2. Выбор оптимального варианта конструкции редуктора

Условием выбора оптимального варианта конструкции редуктора является наименьший объем конструкции и минимальный вес, т.е. V_min и m_min.

Рисунок 2. Схема конструкции редуктора

По данным компьютерной распечатки произведем выбор оптимального варианта конструкции.

Объем конструкции редуктора определяем по формуле:

где

Массу редуктора определяем по формуле:

Определим значения массы и объема для каждого варианта:

1. Вариант I

2. Вариант II

3. Вариант III

4. Вариант IV

Для выбора оптимального варианта конструкции редуктора по найденным значениям объема и массы редуктора, строим график зависимости варианта конструкции от объема и массы:

В выборе варианта предпочтение отдаем минимальной массе конструкции редуктора. Тогда выбираем второй вариант и все дальнейшие расчеты производим по нему.

1. Статическое исследование редуктора

Определяем моменты в зубчатых колесах.

Вращающий момент на колесе тихоходной ступени:

Вращающий момент на шестерне тихоходной ступени:

где η_зп – КПД зацепления;

и_Т – передаточное число на тихоходной ступени.

Вращающий момент на колесе промежуточного вала:

Вращающий момент на шестерне быстроходной ступени:

Вращающий момент на входе в редуктор:

Рисунок 3. Схема усилий в зацеплении

Усилия в передаче определим по следующим формулам:

Окружные силы на колесе и шестерне тихоходной ступени примем равными:

Радиальные силы на колесе и шестерне тихоходной ступени:

Осевые силы на колесе и шестерне тихоходной ступени примем также равными:

Окружные силы на колесе и шестерне быстроходной ступени:

Радиальные силы на колесе и шестерне быстроходной ступени:

Осевые силы на колесе и шестерне быстроходной ступени:

2. Кинематический расчет редуктора

Частоты вращения валов и зубчатых колес определяются следующим образом:

- частота вращения быстроходного вала – из предварительного расчета и указана в распечатке, принимаем

- частота вращения промежуточного вала

- частота вращения тихоходного вала

Окружная скорость в зацеплении быстроходной передачи

Окружная скорость в зацеплении тихоходной передачи

3. Геометрический расчет передач редуктора

Все колеса нарезаются реечным инструментом или долбяком с исходным контуром по ГОСТ 13755-81 с параметрами: угол профиля α=20˚; коэффициентом головки (ножки) зуба h_a^*= h_f^*=1; коэффициент радиального зазора с^*=0,25.

Прямозубая передача (вторая ступень):

- угол зацепления

Пр

- делительные диаметры

- диаметры вершин

- диаметры впадин

- начальные диаметры

Шевронная передача (первая ступень):

- угол зацепления

- делительные диаметры

- диаметры вершин

- диаметры впадин

- начальные диаметры

- коэффициент торцевого перекрытия

- коэффициент осевого перекрытия

- суммарный коэффициент перекрытия