4.2 Определение геометрических и кинематических параметров быстроходной ступени редуктора

При расчёте передач следует считать, что редуктор выполняется в виде самостоятельного механизма.

Межосевое расстояние, мм:

где K_a – вспомогательный коэффициент для косозубых передач;

u_Б – передаточное число быстроходной ступени редуктора;

T₂ – вращающий момент на промежуточном валу, Н·м;

K_Hβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, зависящий от параметра ψ_bd,

где ψ_ba – коэффициент ширины зубчатого колеса относительно межосевого расстояния.

Допускаемое контактное напряжение для косозубой передачи, МПа:

где - допускаемые контактные напряжения для материалов шестерни

и колеса соответственно, МПа,

где - пределы контактной усталости поверхностей зубьев, соответствующие базовому числу циклов напряжений шестерни и колёса соответственно, МПа,

где HB₁, HB₂ – твёрдость материалов шестерни и колеса соответственно, МПа;

S_H – коэффициент запаса прочности для зубчатых колёс с однородной

структурой материала;

Z_H – коэффициент долговечности,

Z_R – коэффициент, учитывающий влияние исходной шероховатости

сопряжённых поверхностей зубьев;

Z_υ – коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости;

Z_L – коэффициент, учитывающий влияние смазочного материала;

Z_X – коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса.

Базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости, млн. циклов:

Суммарное число циклов напряжения, млн. циклов:

где n₁, n₂ – частоты вращения шестерни и колеса соответственно, об/мин;

L_h – требуемый ресурс передачи, ч.

Так как , то коэффициент долговечности:!

Модуль зубьев, мм:

Сумма зубьев шестерни и колеса:

где β – угол наклона линии зуба.

Число зубьев шестерни:

Число зубьев колеса:

Уточнённое значение угла наклона зубьев:

Делительный диаметр шестерни, мм:

Делительный диаметр колеса, мм:

Диаметр вершин зубьев шестерни, мм:

Диаметр вершин зубьев колеса, мм:

Диаметры впадин зубьев шестерни, мм:

Диаметр впадин зубьев, мм:

Уточнённое межосевое расстояние, мм:

Рабочая ширина зубчатого венца, равная ширине венца колеса, мм:

Ширина венца шестерни, мм:

Окружная скорость зубчатых колёс, м/с:

В зависимости от окружной скорости устанавливаем восьмую степень точности.

4.2.1 Проверочный расчёт зубьев колёс на контактную прочность

После определения геометрических размеров рабочие поверхности зубьев необходимо проверить на контактную прочность. Для этого следует определить рабочие контактные напряжения и сравнить с допускаемыми напряжениями.

Рабочее контактное напряжение, МПа:

где Z_E =190 – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряжённых зубчатых колёс, изготовленных из стали;

Z_Н – коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей зубьев в полюсе зацепления,

где β –угол наклона линии зуба, град;

Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий:

где ε_α – коэффициент торцового перекрытия,

F_t1 – окружная сила на делительном диаметре шестерни, Н,

K_A =1,1 – коэффициент внешней динамической нагрузки при равномерном нагружении двигателя и ведомой машины;

K_HV =1,05 – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку,

=1,14 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения на грузки по ширине венца,

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями