5.8. Расчет быстроходной ступени.

Допускаемое контактное напряжении для материала колеса такое же, как в тихоходной ступени: =408 Н/мм²

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев для прямозубых передач: мм

Рассчитанное межосевое расстояние принимаем по стандарту из ближайшего меньшего значения по СТ СЭВ 229-75 (в мм):

Ряд 1: 40;50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000;

Ряд 2: 71; 90; 112; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 560; 710; 900.

( в стандарте указаны значения до 2500 мм).

Для нашего варианта принимаем =200 мм.

Рассчитываем нормальный модуль: мм.

Для быстроходной ступени в целях увеличения плавности и бесшумности передачи нормальный модуль принимают несколько меньше, чем в тихоходной.

По СТ СЭВ 310-76 выбираем нормальный модуль из имеемого ряда:

Ряд 1: 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20;

Ряд 2: 1,25; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18.

(в стандарте регламентированы модули от 0,5 до 100 мм).

Для нашего варианта принимаем нормальный модуль = 2,8 мм.

В расчете редуктора быстроходная ступень считается косозубой. Предварительно принимаем угол наклона зубьеви определяем число зубьев шестерни и колеса:

= . Принимаем

Тогда =. Уточняем значения угла:

=

=.

Основные размеры шестерни и колеса:

Для косозубых передач диаметры делительные:

=мм.

мм.

Проверка: ;

Диаметры вершин зубьев:

=мм,

мм.

Диаметр впадин:

мм

мм

Определяем ширину колеса:

мм

Определяем ширину шестерни:

мм.

Результаты расчетов сводим в табл. 5:

Таблица 5

Геометрические параметры быстроходной ступени цилиндрического редуктора

Параметры, обозначение	Шестерня	Колесо
Межосевое расстояние (уточненное), мм	=200 мм
Нормальный модуль	=2,8
Число зубьев шестерни и колеса	=28	=112
Диаметр делительной окружности шестерни и колеса, мм	=80 мм	=320 мм
Диаметр вершин зубьев шестерни и колеса, мм	=85 мм	=325 мм
Диаметр впадин зубьев шестерни и колеса, мм	=71 мм	=306 мм
Ширина колеса и шестерни	=55 мм	=50 мм

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колес быстроходной ступени:

м/с.

При данной скорости по приложению 4 принимаем 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

.

По приложению 5 при , несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор и твердостикоэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба,1,07.

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями для косозубых колес (см. приложение 6).

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении для косозубых колес при =1,0 (см. приложение 4) . Следовательно, коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений.

Проверка контактных напряжений:

=,

что типично для I ступени двухступенчатых редукторов.

В цилиндрической косозубой передаче окружная сила в зацеплении одной пары зубьев:

Н;

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба по ГОСТ 21354-75 для косозубых передач выполняют по формуле:

.

Коэффициент нагрузки ,

где по приложению 7 1,14

при скорости 4,06 м/c по приложению 8 1,3.

Коэффициент прочности зуба по местным напряжениям определяется в зависимости от эквивалентных чисел зубьев

; ;

; .

где =– угол наклона линии зуба.

Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:

Для стали 45 улучшенной предел выносливости при нулевом цикле изгиба по приложению 8 :

для шестерни, изготовленной из улучшенной стали 45 с твердостью Н/мм²;

для колеса, изготовленного из улучшенной стали 45 с твердостью Н/мм².

Коэффициент запаса прочности , где учет нестабильности свойств материала=1,75 (приложение 9) и для поковок и штамповок=1. Таким образом,.

Допускаемые напряжения:

для шестерни Н/мм²

для колеса Н/мм².

Отношения :

для шестерни Н/мм²;

для колеса Н/мм².

Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, т.к.

Повышение прочности косых зубьев учитываем коэффициентом

Коэффициент учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьев. При учебном проектировании принимают=0,75.

Проверяем зуб колеса на выносливость по напряжениям изгиба:

Н/мм²

При или необходимо путем соответствующего изменения числа зубьев и модуля при том же межосевом расстоянии добиться определенного изменения напряжения изгиба, не нарушая условия контактной прочности.