4.Расчет зубчатых колес редуктора

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.

Принимаем материалы: для шестерни сталь 45ХН улучшенную с твердостью ΗВ 280 и для колеса сталь 45 нормализованную с твердостью ΗВ 200.

Допускаемые контактные напряжения

При длительной эксплуатации коэффициент долговечности K_HL= 1. Коэффициент безопасности примем [S_H] = 1,1.

Коэффициент как при несимметричном расположении колес - =1,25

Коэффициент ширины венца для косозубых колес по межосевому расстоянию

Тогда допускаемые контактные напряжения:

для шестерни

для колеса

условие выполнено.

Межосевое расстояние :

Ближайшее значение по ГОСТ 2185-66 a_w =100 мм.

Нормальный модуль зацепления

m_n =(0.01 - 0.02) a_w=(0.01 - 0.02)100 = 1 – 2. Принимаем m_n=1

Угол наклона зубьев предварительно

Число зубьев шестерни и колеса:

Уточненное значение угла наклона зубьев:

Диаметр делительных окружностей шестерни и колеса

Диаметры вершин зубьев

Рабочая ширина венца:

b₁ = +5=45 мм

Коэффициент ширины шестерни по диаметру

Окружная скорость колес и степень точности передачи:

v=w₁d₁/2=99,3x33,33/2000=1,67 м/с

Принимаем 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напря­жений

по табл. 3.5 ; по табл. 3.4 ; по табл. 3.6 K_Hv = 1,00.

Таким образом, Кн = 1,15 · 1,09 · 1,00 = 1,254.

Проверка контактных напряжений

Условие прочности выполнено.

Силы, действующие в зацеплении:

окружная:

радиальная

осевая:

Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба

Коэффициент нагрузки:

K_F = K_F K_Fv

При и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор K_F=1,38

Для косозубых колес 8-й степени точности и скорости до 3м/с коэффициент K_Fv=1,1

Таким образом K_F = K_F K_Fv=1,38*1,1=1,52;

Коэффициент, учитывающий форму зуба Y_F зависит от эквивалентного числа зубьев :

Для шестерни

Для колеса

При этом Y_F1 = 3,76 и Y_F2 = 3,60 (см. с. 42).

Допускаемое напряжение

По табл. 3.9 для стали 40Х улучшенной при твердости НВ < 350 предел выносливости: для шестерни =1,8х280=504МПа, для колеса = 1,8·200 =360 МПА

Коэффициент безопасности [S_F] = [S_F]' [S_F]" = 1,75;

Допускаемые напряжения и отношения ;

для шестерни

для колеса

Находим коэффициенты Υ_β и K_Fα:

где n = 8 — степень точности передачи; = 1,5

Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, так как

Проверяем зуб колеса:

Условие прочности выполнено.