2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи (быстроходная ступень)

T₁=139.7 Нм – крутящий момент на валу шестерни;

u₁=3.2 - передаточное число;

n₁=485 об/мин – частота вращения на валу шестерни;

ч – срок службы передачи;

- внешнее зацепление;

_β=80 - ориентировочный угол наклона.

2.1 Допускаемые напряжения контактные и изгиба

и - зависят от материала, термообработки и размеров заготовки (,,,); шероховатости (,); окружной скорости (); числа циклов нагружения (,) и реверсивности ().

Принимаем для шестерни и колеса наиболее распространенную сталь 45 с твердостью поверхности зубьев . Которую можно получить при диаметре меньше, или толщине (с учетом выточек) меньше, тогда,.

Напряжение на передаче в целом: для прямозубых колес равно наименьшему из ,; для косозубых колес, при условии, что это значение превышает наименьшее но не более чем на 25%. В нашем случае значениеМПа меньше 583 МПа.

2.2 Ориентировочные размеры

Ориентировочное межосевое расстояние:

Ориентировочный диаметр шестерни;

мм;

Угловая и окружная скорости:

рад/с;

м/с.

2.3 Коэффициенты нагрузки

При шевронном расположении колеса и твердости , примем коэффициент ширины венца относительно межосевого расстояния. Тогда коэффициент относительно диаметра:

0.5*0.3*(3.2+1)=0.63

Коэффициент определяем по графику (прим/с и).

0.0397*0.63²*+0.1087*0.63=0.1185;

0.397*0.1185²+0.1087*0.1185=0.036183;

1+0.036183*0.46=1.016644;

При скорости 1.78м/с принимаем степень точности9, тогда:

1+(0,0032*9-0,0069)*1,92=1,042;

1+(0.066*9 – 0.0148)*1.92=1.08563;

0.15*(9-5)=0.6;

1+0.6*0.46=1.27

Коэффициенты по контактным напряжениям:

1.016664*1.042*1.276=1.35172;

1.02967*1.08563*1.276=1.42636;

2.4 Межосевое расстояние

410*(3.2+1)*

где .

Округляем в большую сторону по ряду Ra40 в большую сторону до кратного 5:160мм.

2.5 Ширина венца колеса

160*0,3=48мм;

Округляем по ряду Ra40:50мм.

2.6 Подбор модуля зубьев

Минимальное значение модуля из условия прочности на изгиб:

;

Максимальное значение модуля из условия неподрезания зубьев:

;

Среднее значение 0,5(0,996+4,42)=2,7.

Принимаем модуль 3мм.

2.7 Подбор угла наклона и числа зубьев

Принимаем угол наклона зубьев _β=80;

Суммарное число зубьев (округляем в меньшую сторону до целого):

Число зубьев шестерни и колеса (округляем до целого):

106-25=81;

2.8 Фактическое передаточное число

;

Для передаточного числа допускается отклонение от заданного до 4 %.

2.9 Проверочный расчет на контактную прочность

Действительное контактное напряжение:

MПа,

где .

Отклонение от допускаемого напряжения составляет

;

Должно выполняться условие: .

2.10 Основные геометрические размеры

Делительные диаметры:

мм;

мм;

Диаметры вершин:

+6=81.73 мм;

245,4+6=251.4 мм;

Диаметры впадин:

-2,5*3=68,23 мм;

245,4-2,5*3=237,9 мм;

Межосевое расстояние (уточненное):

160,56мм;

2.11 Силы в зацеплении

Окружная: ;

Радиальная: ;

Осевая: 518,51Н;

2.12 Проверочный расчет на изгиб

Расчетное напряжение определяют по формулам

для колеса: ;

для шестерни .

Чтобы определить , сначала необходимо найти эквивалентное число зубьев:

25/cos³25=27.73;

78/cos³25=85.52;

При нулевом смещении удобнее находить по формуле:.

Тогда:

;

;

Коэффициент, учитывающий наклон зуба:

;

.

Расчетные напряжения изгиба в основании ножки зуба

для колеса: ;

для шестерни:

Прочность зубьев на изгиб обеспечена.

3. расчет ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ (ТИХОХОДНАЯ СТУПЕНЬ)

429.3 Нм – крутящий момент на валу шестерни;

2.45 - передаточное число;

151.56 об/мин – частота вращения на валу шестерни;

ч – срок службы передачи;

- внешнее зацепление;

_β=80 - ориентировочный угол наклона.

3.1 Допускаемые напряжения контактные и изгиба

и - зависят от материала, термообработки и размеров заготовки (,,,); шероховатости (,); окружной скорости (); числа циклов нагружения (,) и реверсивности ().

Принимаем для шестерни и колеса наиболее распространенную сталь 45 с твердостью поверхности зубьев . Которую можно получить при диаметре меньше, или толщине (с учетом выточек) меньше, тогда,.

Напряжение на передаче в целом: для прямозубых колес равно наименьшему из ,; для косозубых колес, при условии, что это значение превышает наименьшее но не более чем на 25%. В нашем случае значениеМПа меньше 583 МПа.