2. Расчёт зубчатых колёс редуктора.

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками.

По табл. 2.1 принимаем для шестерни сталь 40Х ГОСТ 4543 – 71 улучшенную с твёрдостью НВ250; для колеса Сталь 45 ГОСТ 1050 – 88 улучшенную с твёрдостью НВ190.

Допускаемые контактные напряжения (по формуле 3.9 [1]):

Здесь принято по таблице 3.2 [1] для углеродистых сталей с твёрдостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и улучшением

При длительной эксплуатации коэффициент долговечности .

Коэффициент безопасности примем .

Для косозубых колёс допускаемое контактное напряжение по формуле (3.10 [1])

для шестерни

для колеса

Тогда допускаемое контактное напряжение

Требуемое условие выполнено.

Коэффициент , несмотря на симметричное расположение колёс относительно опор, примем выше рекомендуемого для этого случая, так как со стороны ременной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию со стороны ведущего вала и ухудшающие контакт зубьев. Принимаем, как в случае несимметричного расположении колёс (т.3.1).

Коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию для косозубых колёс примем . (см. с.36. [1]).

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле (3.7, [1]):

,

в этой формуле для косозубых передач ; передаточное число

U = U_р = 5;

,

Принимаем по ГОСТ 2185-66 ближайшее стандартное значение .

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации: ; принимаем по ГОСТ 9563 – 60 ; (см. с. 36.[1]).

Примем предварительно угол наклона зубьев и определим числа зубьев шестерни и колеса: ;

Принимаем Z₁ = 17.

Число зубьев колеса Z₂ = 17·6.3 = 107.

Уточнённое значение угла наклона зубьев:

,

Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные:

Проверка:

диаметры вершин зубьев:

ширина колеса:

ширина шестерни: .

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Средняя окружная скорость колёс:

При такой скорости для косозубых колёс следует принять 8 степень точности (см.с. 32 [1]).

Для проверки контактных напряжений определяем коэффициент нагрузки:

По табл. 3.5 при , симметричном расположении колёс и твёрдости НВ<350 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба,

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, (табл. 3.4).

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, для косозубых колёс при υ ≤ 5 м/с (табл. 3.6);

Таким образом:

Проверяем контактное напряжение по формуле (3.6 [1]):

Силы в зацеплении:(формулы 8.3 и 8.4[1])

окружная:

радиальная:

осевая: .

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба

(формула 3.25 [1] ):

;

коэффициент нагрузки . По табл. 3.7 при , симметричном расположении колёс относительно опор и твёрдости НВ<350 значение .

По табл. 3.8 .

Итак ,

Y_F – коэффициент формы зуба, выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев:

для шестерни: ;

для колеса: ;

При этом (с.42 [1]).

Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба: ,

По табл. 3.9 для стали 45 улучшенной при твёрдости НВ<350

для шестерни: ;

для колеса: ;

Коэффициент безопасности: .

По табл. 3.9 , для поковок и штамповок . Таким образом,

Допускаемые напряжения при расчёте зубьев на выносливость:

для шестерни: ;

для колеса: ;

Для шестерни отношение

Для колеса

Дальнейший расчёт ведём для зубьев колеса, т.к. полученное отношение для него меньше.

Определяем коэффициенты (гл.3, пояснения к формуле 3.25 [1]):

для средних значений коэффициента торцового перекрытия и 8 степени точности

Проверяем зуб шестерни: ,

Условия прочности выполняются.