1.5. Определение крутящиго момент и частоту вращения

Уточняем крутящий момент и частоту вращения на быстроходном и тихоходном валу в соответствии с принятым электродвигателем.

Быстроходный вал:

; ;.

n₁=700 мин^-1 ; ;Т₁==30,1Н∙м

Тихоходный вал:

; .

n₂= = 98,6мин^-1

2.Выбор материала и определение допускаемых напряжений

Для изготовления колес материал принимаем одной марки. Разность твердостей материала обеспечиваем методом термической обработки. Для предотвращения заедания зубчатых колес твердость шестерни должна быть на 30-70 HB выше, чем твердость колеса.

Таблица 2.1

Пример выбора материала

	Материал	Термообработка	Твердость НВ	sв, МПа	sт, МПа
1	Для шестерни сталь 45	Нормализация	179..207	600	320
2	Для колеса сталь 35	Нормализация	163..192	550	270

Определяем допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:

Для шестерни:

= = 434,5 МПа (2.1)

Для колеса:

= = 361,9 МПа (2.2)

где s_{H lim bi} – базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов напряжений [табл. 2.3].

S_H – коэффициент безопасности зубчатых колес [табл. 2.3].

K_HLi – коэффициент долговечности [рис. 2.1.].

Таблица 2.2

Значения иS_Н.

Термообработка	Твердость	, МПа	, МПа	SН
Нормализация, улучшение	НВ < 350	2НВ+70	1.35 HB+100	1,1

Коэффициент долговечности определяем в зависимости от отношения N_HE/N_HO.

N_HO – базовое число циклов напряжений в зубьях;

N_HE – эквивалентное число циклов напряжений.

Для шестерни:

= =98,95 (2.3)

Для колеса:

= = 26,83 (2.4)

Т.к. НВ₁ – НВ₂ < 100, то за расчетное [s_Н]_Р принимаем меньшее из [s_Н]₁ и [s_Н]₂:

Определяем допускаемое напряжение изгиба:

Для шестерни:

= = 187,7 МПа (2.5)

Для колеса:

= = 160,7 МПа (2.6)

где s_{Flim bi} – предел выносливости зубьев при изгибе соответствующий базовому числу циклов напряжений, определяем по [табл. 2.3];

K_FL – коэффициент долговечности, K_FL = 1;

S_F – коэффициент безопасности, S_F = 1,7 … 2,2.

Для шестерни: =2НВ_1ср +70=2 ∙ 204+70=478МПа

Для колеса:

=2НВ_2ср+70=2 ∙ 164+70=398МПа

Для шестерни:

Для колеса:

Принимаем

Для шестерни:

=1

Для колеса:

=1

=1,35HB+100=1,35 ∙ 204+100=375,4Мпа

=1,35HB+100=1,35 ∙ 164+100=321,4МПа

Для шестерни: МПа

Для колеса: МПа

3.Геометрический расчет передачи

Принимаем профиль зуба эвольвентный, угол профиля исходного контура a=20°(СТ СЭВ 308-76), коэффициент смещения исходного профиля Х=0.

Определяем межосевое расстояние:

(3.1)

где К_а – обобщенный коэффициент, К_а = 430;

Т₂ – крутящий момент на тихоходном валу, Н×м;

К_Нb - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба;

y_ba – коэффициент ширины венца колеса.

Коэффициент К_Нb определяют по таблице 3.2 в зависимости от НВ и y_bd:

(3.2)

К_Н=1,6

мм

Округляем а_w в большую сторону до стандартного по СТ СЭВ 229-75:

а_w =200

Определяем рабочую ширину колеса и шестерни:

= 0,4 ∙ 200= 80 мм (3.3)

=80+6=86 мм (3.4)

Полученные значения:

мм

мм

Ориентировочно определяем величину модуля:

=(0,01…0,02) ∙ 200=2…4 мм (3.5)

Окончательно принимаем его значение по СТ СЭВ 310-76, но не менее 1,5 мм.

принимаю m=3 мм

Минимальный угол наклона зубьев для косозубых и шевронных колес соответственно:

(3.6)

Для прямозубых передач минимальный угол наклона не определяется и принимается равным 0. Рекомендуемые пределы угла наклона зубьев для косозубых колес 8 – 18^о, для шевронных колес 24 – 42^о

β=8,6270

Определяем суммарное число зубьев:

(3.7)

Полученное значение округляем до целого числа .

= 131,3 = ¹³¹

Уточняем угол наклона зубьев:

(3.8)

β=10

Находим число зубьев на шестерне и колесе:

Число зубьев на шестерне должно быть не менее 17.

=17 (3.9)

(3.10)

Уточняем фактическое передаточное число:

(3.11)

Отклонение от заданного передаточного числа не должно превышать 3%:

(3.12)

= 2,82%<3%;

Определяем делительные диаметры шестерни и колеса:

(3.12)

d₁= = 51,908 мм

мм

Определяем диаметры вершин зубьев шестерни и колеса:

(3.13)

мм

мм

Определяем диаметры впадин зубьев шестерни и колеса:

(3.14)

мм

мм

Проверяем межосевое расстояние передачи:

(3.15)

мм

Определяем окружную скорость:

(3.16)

Выбираем степень точности изготовления передачи 9.