4. Определение кинематических и геометрических параметров редуктора

4.1. Назначение режима работы редуктора

Данные по режиму работы и нагрузке, передаваемой рассчитываемой зубчатой передачей, назначить по указанию преподавателя согласно табл. 6 и рис. 5.

В последующих расчетах полагают, что исследуемая зубчатая передача может быть нагружена на полную мощность электродвигателя. Поэтому расчет передачи следует проводить по нормальному вращающему моменту электродвигателя

;Нм, (4.1)

где Р_эд – номинальная мощность электродвигателя, кВт; n_эд – асинхронная частота вращения, об/мин.

Таблица 6

	nэд, об/мин	Рэд, кВт	h, год	Режим работы	Диаграмма нагружения	Kс	Kг	НВ, %
1	1440	1,7	13,0	0		0,33	0,25	15
2	960	1,1	15,0	1		0,33	0,25	15
3	1440	1,0	15,0	2		0,67	0,5	25
4	1440	1,3	15,0	3		0,67	0,5	25
5	960	0,9	10,0	4		0,67	0,5	25
6	960	1,2	6,0	5		0,67	0,5	25

4.2. Определение исходных данных по материалам зубчатых колес

Исходные данные по материалам принять по табл. 7.

Таблица 7

	Ступень
	шестерня	колесо
Марка материала	Сталь 45 ГОСТ 1050-92	Сталь 45 ГОСТ 1050-92
Термообработка и твердость поверхности зуба	Улучшение НВ 269 – 302	Улучшение НВ 229 – 256
Временное сопротивление В, МПа	920	820
Предел текучести Т, МПа	790	640

4.3. Назначение степени точности и вида сопряжения зубчатой передачи

В расчетах принять, что передача выполнена по восьмой степени точности, с видом сопряжения В, видом допуска бокового зазора В (8 – В ГОСТ 1643-72). Это значит, что колеса имеют 8-ю степень по нормам кинематической точности, плавности работы и контакту зубьев в передаче.

4.4. Определение вращающих моментов и частот вращения зубчатых колес

Вращающие моменты и частоты вращения зубчатых колес определяются в последовательности согласно табл. 8.

Таблица 8

	Определяемый параметр, размерность	Формула и результаты расчета
1.	Вращающий момент на входном конце ведущего вала редуктора, Н∙м
2.	Вращающий момент на шестерне ведущего вала, Н∙м
3.	Вращающий момент на колесе ведомого вала, Н∙м
4.	Вращающий момент на выходном конце ведомого вала редуктора, Н∙м
	Частота – ведущего вращения – ведомого вала, об/мин

В расчетах принять КПД подшипников качения _n = 0,99, а КПД зубчатого зацепления _з = 0,97.

4.5. Определение суммарного времени работы передачи

Суммарное время работы зубчатой передачи t_∑, ч. Под нагрузкой определяется по формуле

. (4.2)

Значения параметров, входящих в данную формулу, принимаются по табл. 2 для заданного режима работы.

5. Проверка работоспособности зубчатой передачи

5.1. Определение основных геометрических параметров передачи

Основные параметры зубчатой передачи, необходимые для проверенного расчета, замеряют, уточняя размеры и параметры в соответствии с требованиями ГОСТ, или рассчитывают по формулам согласно табл. 9.

Таблица 9

№	Наименование параметров и единица измерения	Способ определения	Обозн.	Результат
1	Число зубьев шестерни, zш	сосчитать
2	Число зубьев колеса, zк	сосчитать
3	Передаточное число	u = z2 / z1
4	Межосевое расстояние, мм	измерить и округлить	aW
5	Высота зуба, мм	измерить	h
6	Нормальный модуль, мм
7	Угол наклона линии зуба на делительном цилиндре, град.		
8	Модуль торцовый, мм
9	Начальный диаметр шестерни, мм	dwш
10	Начальный диаметр колеса, мм	dwк

продолжение табл. 9

11	Диаметр окружности вершин шестерни, мм	daш= dш+ 2mn
12	Диаметр окружности вершин колеса, мм	daк= dк+ 2mn
13	Диаметр окружности впадин зубьев шестерни, мм	dfш=dш 2,5mn
14	Диаметр окружности впадин зубьев колеса, мм	dfк=dк2,5mn
15	Ширина венца, мм	измерить

5.2. Определение расчетного контактного напряжения

Расчетное контактное напряжение в полюсе зацепления зубчатых колес передачи редуктора определяют по формулам, приведенным в разд. 3.

Значения параметров, входящих в расчетную формулу (3.1), заносят в табл. 10.

Таблица 10

Обозн.	Зависимость или источник	Результат
1	2	3
	1) окружная скорость передачи ; 2) степень точности передачи – 8; 3) таблица 4.
	Из табл. 9(пункт 7)
1	2	3
	По формуле (3.7)
Епр	По формуле (3.3)	2105
Т1	Из табл. 8(пункт 2)
	1) коэффициент ширины ; 2) расположения зубчатой передачи относительно опор (см. рис. 2); 3) твердость зубьев (см. рис. 3).
КНV	1) окружной скорости передачи – V; 2) степени точности – 8; 3) твердость зубьев (см. табл. 2).
	Из табл. 9(пункт 3)
	Из табл. 9(пункт 9)

продолжение табл. 10

	Из табл. 9(пункт 15)
W		20
H	По формуле (3.1)

5.3. Определение допускаемого контактного напряжения

Допускаемое контактное напряжение [_Н] определяют по формулам, рассмотренным в разд. 3.

Значения параметров, входящих в расчетные зависимости, сводят в табл. 11.

Таблица 11

Обозн.	Зависимость или источник	Результат
1	2	3
	=2+70
	HB< 350	1,1
zN	Для длительно работающих передач при постоянном режиме нагружения	1
[Н]1	По формуле (3.8)
[Н]2	По формуле (3.8)
[Н]	По формуле (3.11)

5.4. Определение расчетного напряжения изгиба

Расчетное напряжение изгиба зубчатых колес передачи редуктора определяют по формулам, приведенным в разд. 3.

Значения параметров, входящих в расчетную формулу, заносят в табл. 12.

Таблица 12

Обозн.	Зависимость или источник	Результат
1	2	3
	1) окружная скорость передачи ; 2) степень точности передачи – 8; 3) таблица 4.
	По формуле (3.6)
	По формуле (3.7)

продолжение табл. 12

	1) коэффициент ширины ; 2) расположения зубчатой передачи относительно опор (см. рис. 2); 3) твердость зубьев (см. рис. 3).
КFV	1) окружной скорости передачи – V; 2) степени точности – 8; 3) твердость зубьев (см. табл. 2).
	Из табл. 3
	Из табл. 9(пункт 15)
	Из табл. 9(пункт6)
F2	По формуле (3.2)
F1

5.5. Определение допускаемого напряжения изгиба

Допускаемое напряжение изгиба [_F] определяют по формулам, рассмотренным в разд. 3.

Значения параметров, входящих в расчетные зависимости, сводят в табл. 13.

Таблица 13

Обозн.	Зависимость или источник	Результат
1	2	3
	=1,8
		1,75
YA		1
YN	Для длительно работающих передач при постоянном режиме нагружения	1
[F]1	По формуле (3.12)
[F]2	По формуле (3.12)

5.6. Заключение о работоспособности зубчатой передачи

Проверить работоспособность зубчатой передачи по условию отсутствия выкрашивания активных поверхностей зубьев и усталостного излома зубьев (табл. 1).