3.2 Зубчасті передачі

Початкові дані для розрахунку:

Обертовий момент на веденому валу передачі . . . .

Передаточне число U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….

Частота обертання веденого вала . . . . . . . . . . . . . ...

Ресурс роботи передачі год . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Коефіцієнт перевантаження . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …

Режим навантаження з вимогами про реверсивність передачі

Матеріал, твердість, термічна обробка шестерні і колеса (якщо вони задані)…………………………………………………………….

3.2.1 Вибір матеріалу та термообробки коліс

При виборі матеріалу керуються призначенням передачі, серійністю виготовлення умовами експлуатації та вимогами до габаритних розмірів. Чим більше твердість робочої поверхні зубців, тим вище допустимі контактні напруження і тим менші габарити передачі. Вибравши твердість коліс та відповідну термічну обробку /Т.О./, визначають матеріал для їх виготовлення.

На практиці переважно використовують п’ять варіантів Т.О.:

1 - Т.О. колеса - поліпшення, твердість НВ 235...262

Т.О. шестірні - поліпшення, твердість НВ 269...302

Для кращого припрацювання і підвищення опору проти заїдання твердість поверхні шестірні призначають на 20...50НВ вище, ніж для колеса, а застосовують сталі 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ та ін., а колеса і шестірні виготовляють переважно з різних матеріалів. У косозубих та шевронних передачах твердість НВ зубців шестерні назначають приблизно на 100 одиниць вищою ніж колеса.

2 - Т.О. колеса - поліпшення, твердість НВ 269...302

Т.О. шестірні - поліпшення і гартування СВЧ, твердістьповерхні в залежності від марки сталі HRC 45...50, 48...53. Марки сталей однакові для колеса і шестірні: 40Х, 40ХН, 35ХМ і інш.

3 - Т.О. колеса і шестірні однакова - поліпшення і гартування СВЧ, твердість поверхні в залежності від марки сталі: HRC 45...50, 48...53. Марки сталей однакові для шестірні і колеса: 40Х, 40ХН, 35ХМ і інш.

4 - Т.О. колеса - поліпшення і загартування СВЧ, твердість поверхні в залежності від марки сталі HRC 45...50, 48...53;

Т.О. шестірні - поліпшення, цементація і загартування, твердість поверхні HRC 53...63. Матеріал колеса - сталь марок 40Х, 40ХН, 35ХН; матеріал шестірні - сталь марок 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12 ХН3А і інш.

5 - Т.О. колеса і шестірні однакова - поліпшення, цементація і загартування, твердість поверхні HRC 56...63. Марки сталей однакові для колеса і шестірні: 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ,12ХН3А, 25 ХГМ і інш.

Зубчасті колеса редукторів загального призначення, до розмірів яких не ставлять особливих вимог виготовляють із сталей типу 45; 40Х з Т.О. по варіантах 1,2,3. Стальне литво 40Л, 40ХЛ, 40ХНЛ і інш. використовують для виготовлення великих зубчастих коліс з мм, працюючих разом з шестірнями із сталі типу 45, 50 та інш. Колеса із твердістю НВ застосовують в умовах малосерійного виробництва із твердістю - в умовах великосерійного виробництва.

3.2.2 Особливості розрахунку закритих передач

Розрахунок закритих передач виконують в наступній послідовності:

- визначення допустимих напружень для матеріалів коліс передачі;

- проектний розрахунок за умовою контактної витривалості для визначення міжосьової відстані; геометричних розмірів коліс та сил, які діють в зачепленні передачі;

- перевірка відповідності розмірів коліс призначеній термообробці;

- перевірні розрахунки передачі на контактну і згину витривалість та міцність при перевантаженнях (можливо виконувати на ЕОМ);

Для двопоточних передач (з роздвоєним швидкісним або тихохідним ступінями) розрахунковим є момент .

При визначенні міжосьової відстані циліндричних передач а_w та діаметра ділильного кола конічного колеса , розрахункові значення a^/_w і узгоджують з рядом головних параметрів: 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400 і інш.

ГОСТ 2182-66 рекомендує такі співвідношення міжосьових відстаней ступені в :

аw	40	50	63	80	100	125	140	160	180	200	225	250	...
ат	63	80	100	125	160	200	225	250	280	315	355	400	...

Якщо перевищує стандартне значення не більше як на 5%, його округляють в меншу сторону, в інших випадках - до найближчого більшого. В результаті при перевірному розрахунку фактичне напруження може бути більшим або меншим у порівнянні з допустимим .

За умовою забезпечення розрахункового ресурсу роботи передачі та більш повного використання матеріалу передачі перевантаження повинне бути меншим 5% , недовантаження - не більше 15%.

Якщо , доцільно зменшити ширину колеса , прийнявши попереднє, у порівнянні з розрахунковим, стандартне значення коефіцієнта ширини з ряду: 0,063; 0,08; 0,1; 0,125; 0,16; 0,20; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25

(3.1)

Значення округляють до ближчого цілого числа відповідно з рядом нормальних лінійних розмірів (табл.3.1).

Взагалі величина - для швидкохідного ступеня циліндричного редуктора, виконаного за розгорнутою схемою, на один розряд за стандартним рядом менше значення - для тихохідного ступеня.

При округленні розрахункової сумарної кількості зубців - , а також і доцільно і взяти таким, щоб відхилення фактичного передаточного числа не перебільшувало 2,5%, якщо ; та 4%, якщо .

Розрахунок співвісних редукторів розпочинають з більш навантаженого тихохідного ступеня. Для розрахунку швидкохідного ступеня до початкових даних слід внести міжосьову відстань . Для повного використання властивостей матеріалу коліс та зменшення габаритних розмірів редуктора коефіцієнт ширини коліс швидкохідного ступеня орієнтовано приймають /0,5 ... 0,7/ . Напруження згину визначають окремо для колеса та шестірні. Якщо фактичне напруження перевищує допустиме більш ніж на 5%, то слід збільшити модуль передачі.

Для забезпечення раціональної конструкції двох та багатоступінчастих редукторів розміри міжосьових відстаней передач необхідно узгодити з даними наведеними у табл. 2.5. Відповідність розмірів досягають шляхом зміни твердості матеріалу, ширини коліс, нахилу зубців.