2 Расчёт зубчатых колёс редуктора

2.1 Выбор материала и определение допускаемых контактных напряжений

По таблице 3.3. (п.1) в соответствии с рекомендациями выбираем материалы: для изготовления шестерни сталь 40Х, σ_в =930 МПа, σ_т =700 МПа, твёрдость H₁ = 270 HB, термообработка – улучшение; для изготовления колеса сталь 45 (после нормализации), σ_в =690 МПа, σ_т =340 МПа, твёрдость H₂ = 200 HB.

Допускаемые контактные напряжения определяем по формуле

[П.1, формула 3.9]

где: σ_Нlimb – предел контактной выносливости при базовом числе циклов [п.1, таблица 3.2]

K_HL - коэффициент долговечности;

[S_H] - коэффициент безопасности (1,1) [п.1, стр. 33]

Для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением)

σ_Нlimb = 2НВ + 70 [п.1, таблица 3.2]

При длительной эксплуатации редуктора число циклов нагружения больше базового, поэтому принимаем K_HL =1.

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение

[σ_Н]=0,45∙([σ_Н1] + [σ_Н2]), [п.1, формула 3.10]

где: [σ_Н1] – расчетное контактное допускаемое напряжение для шестерни;

[σ_Н2] - расчетное контактное допускаемое напряжение для колеса.

Для шестерни:

МПа.

для колеса:

МПа.

[σ_Н] =0,45∙([σ_Н1] + [σ_Н2])=0,45∙(555+427)=442 МПа.

Требуемое условие [σ_Н]=442 МПа<1,23[σ_Н2]=1,23∙427= 525 МПа выполнено.

2.2 Определение межосевого расстояния

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев

[п.1, формула 3.7]

где: К_α – вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач = 43,0.

K_Hβ –коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для передач с

симметричным расположением колес по отношению к опорам = 1,0

[п.1, таблица 3.5]

ψ_ba – коэффициент ширины зубчатого венца. Для косозубых колес принимаем = 0,4.

Принимаем стандартное значение межосевого расстояния a_w =140 мм [п.1, стр. 36]

2.3 Определение нормального модуля зацепления

Модуль передачи

=(0,01...0,02)∙140=1,4...2,8 мм.

Принимаем стандартное значение модуля m_n =2 мм. [п.1, стр. 36]

2.4 Определение числа зубьев шестерни и колеса

Принимаем предварительно угол наклона зубьев β = 10^о и определяем числа зубьев шестерни и колеса

Суммарное число зубьев шестерни и колеса

[п.1, формула 3.12]

Принимаем

Число зубьев шестерни

[п.1, формула 3.13]

Принимаем z₁ =23.

Число зубьев колеса =138-23=115.

Фактическое передаточное число

Уточненное значение угла наклона зубьев

Отсюда