2. Расчет передач привода

1. Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Выбор материалов зубчатых колес, их термической обработки и определение допускаемых напряжений.

Основным материалом зубчатых колес служат термически обрабатываемые стали, так как по сравнению с другими материалами они в большей степени обеспечивают высокую контактную и изгибную прочность зубьев. Известно, что из двух зацепляющихся элементов, зуб шестерни подвержен большему числу циклов нагружений по сравнению с колесом. Поэтому для создания равнопрочности, шестерня выполняется из материала с более высокими прочностными характеристиками.

Выбираем сталь 45 – для колеса К(4)-нормализация и сталь 45 – для шестерни Ш(3) – улучшение

Определим допускаемые контактные напряжения

Расчет геометрических параметров передачи

Межосевое расстояние.

Находим межосевое расстояние по формуле

Где для косозубых колес,

Принимаем .

Нормальный модуль зацепления выбираем из m_n=(0,01..0,02)

Предварительные основные размеры колеса и число зубьев

, где =10^о

Число зубьев шестерни

Число зубьев колеса

Уточняем ; 3,55/3,6=0,9861, т.е ∆U<4%

Уточняем : ^o

Делительный диаметр

Делительный диаметр

Ширина

Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев:

шестерни

колесо

Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

Расчетное значение контактного напряжения

, где , при 8-й степени точности =1,085;

МПа

Силы в зацеплении

Окружная сила

Радиальная сила

Осевая сила Н

Проверочный расчет на выносливость зубьев по напряжениям

изгиба

σ_F=(F_t*K_F*Y_F*Y_β*K_Fα)/b*m_n<[ σ_F]

Находим коэффициенты формулы:

K_F= K_Fβ *K_Fv=1,17*1,1=1,287;

z_v1=z₁/cos³β=31; Y_F1=3,78;

z_v2=z₂/cos³β=113; Y_F2=3,60;

[ σ_F]= ; [ σ_F1]=1,8*215/1,75=221 МПа; [ σ_F2]=195МПа;

[ σ_F1]/Y_F1=58 МПа, [ σ_F2]/Y_F2=54 МПа, поэтому дальнейший расчет ведем для зубчатого колеса, у которого данное отношение меньше.

Y_β=1-10,7/140=0,92;

K_Fa=4+(ε_a-1)*(n-5)/4ε_a=0,92; где коэффициент торцового перекрытия ε_a=1,5 а степень точности n=8.

Подставим полученные коэффициенты и вычислим:

σ_F=68,85<[ σ_F2]=195МПа

Условие прочности выполнено.

2.2 Расчет червячной передачи Материалы червяка и колеса.

По рекомендациям справочных таблиц материал для червяка принимаем сталь 45 с улучшением и закалкой ТВЧ со следующими характеристиками: твердость зубьев в сердцевине ; на поверхности ;

Так как к редуктору не предъявлено особых требований то в целях экономии выберем венец червячного колеса из бронзы БрА9Ж3Л(отливка в песчаную форму, а центр чугунный СЧ 15.

Предварительно примем скорость скольжения v_s=5м/с. Тогда при длительной работе допускаемое контактное напряжение . А коэффициент диаметра червяка q=10, коэффициент нагрузки К=1,13