3. Расчеты редукторнОй цилиндрической передачИ

1. Алгоритм проектирования цилиндрических зубчатых передач

1. Выбрать материалы и термообработку для изготовления шестерни, и колеса передачи.

2. Вычислить допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба.

3. Назначить степень точности изготовления передачи.

4. Вычислить расчетный крутящий момент.

5. Определить межосевое расстояние передачи исходя из условия контактной прочности зубьев колеса.

6. Произвести согласование межосевого расстояния с ГОСТ 2185 – 66.

7. Рассчитать основные геометрические и кинематические параметры передачи.

8. По величине фактической окружной скорости в зацеплении уточнить степень точности изготовления передачи и величину расчетного крутящего момента.

9. Произвести проверочные расчеты зубьев шестерни и колеса на усталостную прочность.

10. Выполнить эскизную компоновку рассчитанной передачи.

11. Сконструировать шестерню и колесо.

12. Выбрать подшипники для опор валов передачи.

13. Произвести проверочный расчет выбранных подшипников, по результатам которого сконструировать опорные узлы валов передачи.

14. выбрать сорт и способ смазки зацеплений и подшипников. Вычислить требуемый объём масляной ванны и уровни масла в редукторе.

15. Сконструировать и проверить на усталостную прочность валы редуктора.

16. Сконструировать корпусные детали передачи.

17. Выбрать стандартные фланцевые крышки и уплотнения для подшипников, а также весь необходимый для сборки редуктора крепеж.

18. Вычертить редуктор в трех проекциях.

19. Назначить допуски и посадки. Проставить все необходимые для сборочного чертежа размеры и надписи (технические требования и техническая характеристика).

20. Составить спецификацию редуктора. Проставить позиции спецификации на чертеже. Завершить оформление чертежа.

2. Основные сведения к расчетам зубчатых передач

При расчетах зубчатых передач (цилиндрических и конических) следует иметь в виду, что:

• твердость поверхностей зубьев шестерни (НВ₁) должна быть выше, чем у зубьев колеса (НВ₂), так как каждый зуб шестерни попадает под нагрузку в передаточное число раз чаще зуба колеса;

• чем тверже поверхность зубьев, тем они прочнее, тем меньше габаритные размеры передачи;

• объемную закалку зубьев не следует применять (особенно для косозубых колес!), так как она приводит к короблению зубьев и к изменению структуры материала – снижению его пластичности;

• поверхностное упрочнение следует применять только при необходимости значительного уменьшения габаритных размеров ступени редуктора;

• при твердости поверхностей зубьев в передаче до 350НВ соотношение средних значений твердости поверхностей зубьев шестерни и колеса должно быть таковым: НВ₁ = НВ₂ + (20...70);

• при твердости поверхностей зубьев свыше 350НВ это соотношение:

НВ₁ = НВ₂ + (25...30);

• на стадии проектного расчета передачи (определение межосевого расстояния) следует назначать 7-ю или 8-ю степени точности изготовления передач (при окружной скорости в зацеплении колес не более 5 м/с [13, с. 32]), так как 9-ю степень точности не рекомендуют применять в редукторных зубчатых передачах;

• если проверочный расчет по контактным напряжениям покажет запас прочности зубьев колес более [20%], лучше всего уменьшить коэффициент ширины зубчатого венца Ψ_ba до его предыдущего значения в стандартном ряду коэффициентов или следует перейти к предыдущему значению межосевого расстояния передачи по стандартному ряду;

• запас прочности зубьев по контактным напряжениям _H и по напряжениям изгиба _F не должен превышать [20%]. Однако, основной вид разрушения редукторной зубчатой передачи – это усталостное выкрашивание контактных поверхностей зубьев (Питтинг-процесс), поэтому запас прочности зубьев по напряжениям изгиба может превышать [20%].