2. Расчет тихоходной ступени

Расчет начинаем с тихоходной передачи, так как она более нагружена.

2.1) Выбор материала:

Колесо: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; .

Шестерня: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; .

Передача реверсивная.

Для расчета принимаем: , .

Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации принимаем ; коэффициент запаса прочности ; .

Рассчитаем допускаемые контактные напряжения:

, .

2.2) Рассчитаем допускаемые напряжения изгиба:

, .

2.3) Межосевое расстояние:

,

К_а — вспомогательный коэффициент, для косозубой передач К_а=43, передаточное число цилиндрической передачи; =b₂/a_w=0,3— коэффициент ширины венца колеса, Т₃ — вращающий момент на тихоходом валу; - допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом или среднее допускаемое контактное напряжение, Н/мм². Принимаем значение из стандартного ряда: а = 100 мм.

2.4) Нормальный модуль:

,

принимаем среднее значение, соответствующее стандартному: m = 2 мм.

Отклонение от заданного передаточного числа

2.5) Фактическое межосевое расстояние

2.6) Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные окружности:

;

,

проверка: .

диаметры вершин зубьев:

;

,

диаметры впадин:

;

.

ширина колеса:

.

ширина шестерни:

.

2.7) Окружная скорость колеса тихоходной ступени:

.

При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

.

Проверяем контактные напряжения:

Проверяем изгибные напряжения на колесе, т.к. оно слабее шестерни:

,

К_Fα — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; К_Fβ — коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба; К_FV — коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи; Y_F1 и Y_F2 — коэффициенты формы зуба шестерни и колеса; Y_β= 1-β/140 = 0,93 — коэффициент, учитывающий наклон зуба.

.

.

2. Расчет быстроходной ступени.

3.1) Выбор материала:

Колесо: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; .

Шестерня: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; .

Передача реверсивная.

Для расчета принимаем: , .

Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации принимаем ; коэффициент запаса прочности ; .

Рассчитаем допускаемые контактные напряжения:

, .

3.2) Рассчитаем допускаемые напряжения изгиба:

, .

3.3) Межосевое расстояние:

,

К_а — вспомогательный коэффициент, для косозубой передач К_а=43, передаточное число цилиндрической передачи; =b₂/a_w=0,3— коэффициент ширины венца колеса, Т₃ — вращающий момент на тихоходом валу; - допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом или среднее допускаемое контактное напряжение, Н/мм².

Принимаем межосевое расстояние из стандартного ряда а = 100 мм.

3.4) Нормальный модуль:

,

принимаем среднее значение, соответствующее стандартному: m = 2 мм.

Отклонение от заданного передаточного числа

3.5) Фактическое межосевое расстояние

3.6) Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные окружности:

;

,

проверка: .

диаметры вершин зубьев:

;

,

диаметры впадин:

;

.

ширина колеса:

.

ширина шестерни:

.

3.7) Окружная скорость колеса быстроходной ступени:

.

При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

.

Проверяем контактные напряжения:

Проверяем изгибные напряжения на колесе, т.к. оно слабее шестерни:

,

К_Fα — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; К_Fβ — коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба; К_FV — коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи; Y_F1 и Y_F2 — коэффициенты формы зуба шестерни и колеса; Y_β= 1-β/140 = 0,93 — коэффициент, учитывающий наклон зуба.

.

Таблица 1

Параметры	Формула
Диаметр ступицы Длина ступицы Толщина обода колеса Толщина диска Диаметр центровой окр. Диаметр отв. в ободе Фаска	dcт=1,6dв lcт=1,8dв δ0=3m с = 0,3b Dотв=0,5(D0+dст) dотв= (D0-dст) 0.5m

Таблица 2

Параметры	Значение 1 колеса	Значение 2 и 21 колеса
Диаметр ступицы Длина ступицы Толщина обода колеса Толщина диска Диаметр центровой окр. Диаметр отв. в ободе Фаска	50 50 6 12 92,25 21 1	70 70 6 12 98,25 14 1

Рис 2. Зубчатое колесо

Проектировочный расчет
Параметр	Значение			Параметр		Значение
Межосевое расстояние аw	100мм			Угол наклона зубьев β		100
Ширина зубчатого венца шестерни b1 (b3) колеса b2 (b4)	46 (46) мм 40 (40) мм			Диаметр делительной окружности шестерни d1(d3) колеса d2(d4)		48,5 (56,5) мм 151,5 (143,5) мм
Число зубьев шестерни z1 (z3) колеса z2 (z4)	24 (28) 75 (71)			Диаметр окружности вершин шестерни dа1(dа3) колеса dа2(dа4)		52,5 (60,5) мм 155,5 (147,5) мм
Вид зубьев	косые			Диаметр окружности впадин шестерни df1(df3) колеса df2(df4)		43,5 (51,5) мм 146,5 (138,5) мм
Проверочный расчет
Параметр			Допускаемое значение		Расчетное значение		Примечание
Контактное напряжение		σF1	202		33		78%