4 Расчет ступеней редуктора

4.1 Расчет первой ступени редуктора

Первую степень редуктора рассчитаем с помощью методик изложенных в [1,3], а также в программе APMWinMachine.

4.1.1 Ручной расчет первой ступени редуктора

1. _{Определим межосевое расстояние:}

_{Где Ka – вспомогательный коэффициент, Ka = 49,5;} - коэффициент ширины венца колеса, примем

u – передаточное число, u= 4;

T₂ – вращающий момент на валу, T₂=266 Нм;

- допускаемое контактное напряжение колеса 508 Н/мм²;

_{КHB – коэффициент неравномерности нагрузки, примем КHB=1.}

Округлим полученное значение до ближайшего из ряда нормальных линейных размеров (таблица 13.15[I]). Получим:

2. _{Определим модуль зацепления m, мм:}

_{Где Km – вспомогательный коэффициент, Km =6,8 ;} – делительный диаметр колеса,

– ширина венца колеса,

- допускаемое напряжение изгиба, =252 МПа.

Согласно стандартному ряду приведенному на странице 62 [I], примем m=1,5, мм.

3. Определим количество зубьев шестерни и колеса

Где z₁ – число зубьев шестерни;

z₂ – число зубьев колеса.

Определим количество зубьев шестерни:

Определим количество зубьев колеса:

Определим фактическое передаточное число и проверим его отклонение от заданного.

Фактическое передаточное число удовлетворяет условию.

4. Определим фактическое межосевое расстояние.

5. Определим основные геометрические параметры передачи и занесем их в таблицу 5.

Параметр		Шестерня		Колесо
Диаметр	Делительный
	Вершин зубьев
	Впадин зубьев
Ширина венца

Таблица 5 – Основные геометрические параметры передачи второй ступени редуктора

6. Проверочный расчет

6.1 Проверка контактных напряжений , Н/мм²:

где К – вспомогательный коэффициент, K=436;

– окружная сила в зацеплении, ;

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес

– коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи.

Определим окружную скорость колес:

По таблице 4.3 [I] определим значение коэффициента

Полученное значение удовлетворяет условию.

6.2 Проверка напряжений изгиба , Н/мм²:

Где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес примем

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, примем

- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес, согласно таблице 4.3 [I] примем

- коэффициенты формы зуба шестерни и колеса, определим по таблице 4.4 [I], =3,70, .

Полученные значения удовлетворяет условию.

4.1.2 Расчет первой ступени редуктора в АРМ

Из списка программных возможностей выберем «wintrans32», специальную подпрограмму, предназначенную для расчета передач.

Далее выполним следующие действия:

1. Пройдем в меню по пути «Тип>Передачи» в появившемся меню выберем тип передачи: «Прямозубая внешнее зацепление», рисунок 1.

2. Пройдем в меню по пути «Тип>Расчета>Проектировочный».

3. Нажмем на кнопку «Данные», в появившемся окне введем требуемые данные, так как это показано на рисунке 2, согласно выполненным ранее расчетам.

Рисунок 2 – Ввод основных данных

4. Далее нажмем на кнопку «Ещё…» и зададим дополнительные известные параметры, рисунок 3.

Рисунок 3 – Дополнительные данные

5. Нажимаем на кнопку «Расчет», затем на кнопку «Результаты», в появившемся окне нажимаем на кнопку «Выделить все», как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 – Выбор просматриваемых результатов

6. После нажатия на кнопку «Продолжить», появится меню с результатами автоматического расчета основных геометрических параметров передачи, рисунок 5.

Рисунок 5 – Основные геометрические параметры передачи

7. Далее при нажатии кнопки «Продолжить» будут появляться результаты расчета «Параметров материала», «Силы в зацеплении», «Параметры торцевого контура» и так далее.

Сравнительная характеристика ручного расчета и расчета в АРМ представлена в таблице 6.

Таблица 6 – Основные геометрические параметры передачи первой ступени редуктора

Параметр		Шестерня			Колесо
		Ручной расчет	Расчет в APM	Ручной расчет		Расчет в APM
Диаметр	Делительный d, мм		60			240
	Вершин зубьев da, мм		63			243
	Впадин зубьев df, мм		56,25			236,25
Ширина венца			46			43

4.1.2 Расчет второй ступени редуктора

Вторую ступень редуктора рассчитаем вручную аналогично первой

1. _{Определим межосевое расстояние:}

_{Где Ka – вспомогательный коэффициент, Ka = 49,5}

_{- коэффициент ширины венца колеса, примем ;}

u – передаточное отношение рассчитываемой зубчатой передачи u=4,2;

T₂ – вращающий момент на тихоходном валу, T₂=1022Нм;

- допускаемое контактное напряжение колеса 508 Н/мм²;

_{КHβ– коэффициент неравномерности нагрузки, примем КHβ=1,37.}

Округлим полученное значение до ближайшего из ряда нормальных линейных размеров (таблица 13.15[I]).Получим:

2. _{Определим модуль зацепления m, мм:}

_{Где Km – вспомогательный коэффициент, Km =6,8 ;}

– делительный диаметр колеса,

– ширина венца колеса,

- допускаемое напряжение изгиба, =252 МПа.

Согласно стандартному ряду приведенному на странице 62 [I], примем m=2,5 мм.

3. Определим количество зубьев шестерни и колеса

Где z₁ – число зубьев шестерни;

z₂ – число зубьев колеса.

Определим количество зубьев шестерни:

Определим количество зубьев колеса:

Определим фактическое передаточное число и проверим его отклонение от заданного.

Фактическое передаточное число удовлетворяет условию.

4. Определим фактическое межосевое расстояние.

5. Определим основные геометрические параметры передачи и занесем их в таблицу 5.

Таблица 5 – Основные геометрические параметры передачи второй ступени редуктора

Параметр		Шестерня	Колесо
Диаметр	Делительный	5
	Вершин зубьев
	Впадин зубьев
Ширина венца

6. Проверочный расчет

6.1 Проверка контактных напряжений , Н/мм²:

где К – вспомогательный коэффициент, K=436;

– окружная сила в зацеплении, ;

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес

– коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи.

Определим окружную скорость колес:

По таблице 4.3 [I] определим значение коэффициента

Полученное значение удовлетворяет условию.

6.2 Проверка напряжений изгиба , Н/мм²:

Где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес примем

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, примем

- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес, согласно таблице 4.3 [I] примем

- коэффициенты формы зуба шестерни и колеса, определим по таблице 4.4 [I], =3,75, .

Полученные значения удовлетворяет условию.