II. Расчет прямозубой цилиндрической закрытой передачи

Исходные данные для расчета зубчатой цилиндрической передачи редуктора выбираем из кинематического расчета привода.

Мощность на валу шестерни Р₁=7,5 кВт

Угловая частота вращения ω₁=101,3 с^-1

Число оборотов шестерни n₁=968 об/мин

Вращающий момент вала шестерни Т₁=74 Н·м

Мощность на валу ведомого колеса Р₂=7,2 кВт

Угловая частота вращения ведомого колеса ω₂=25,3 с^-1

Число оборотов ведомого колеса n₂=242 об/мин

Вращающий момент на валу ведомого колеса Т₂=285 Н·м

Передаточное число зубчатой цилиндрической передачи u_ц= u₁=4

Последовательность выполнения работы

1. Назначаем материал зубчатых колес:

- для шестерни – сталь 45, твёрдостью 230 НВ, для которой допускаемое контактное напряжение [σ_к]₁=432 МПа, допускаемое напряжение при изгибе [σ_и]₁=240 МПа [2, т.1].

- для колеса – сталь 45, твёрдостью 210 НВ, для которой [σ_к]₂=400 МПа, [σ_и]₂=175 МПа [2, т.1].

2. Межосевое расстояние:

, мм

где Т₂, Н·мм

[σ_к], МПа

К_а – числовой коэффициент, принимаем К_а=49,5

Ψ_ва – коэффициент ширины венца зубчатого колеса, принимаем Ψ_ва=0,4 [2, т.2]

k_β – коэффициент распределения нагрузки по длине зуба, принимаем в зависимости от коэффициента:

,

принимаем k_β=1,05 [2, т.3]

Полученное значение округляем по ГОСТу [2, т.4].

3. Модуль зацепления передачи:

Принимаем модуль зацепления по ГОСТу [2, т.5].

4. Число зубьев шестерни (рекомендуемые значения z₁=17÷35):

Число зубьев колеса

5. Назначаем угол наклона зуба:

β=0º

6. Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметр делительных окружностей:

- для шестерни

- для колеса

Диаметр выступов зубьев:

- для шестерни

- для колеса

Диаметр впадин зубьев:

- для шестерни

- для колеса

Ширина венца зубчатых колес:

- для колеса

- для шестерни .

7. Окружная скорость передачи:

,

где d, м

n₁, об/мин

8. Степень точности передачи в зависимости от окружной скорости и вида передачи:

S=9 [2, т.6]

9. Проверочный расчет передачи на контактную прочность:

где Т₂, Н·мм;

d₂, b₂, мм

k_α – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, принимаем k_α=1;

k_z – коэффициент, учитывающий механические свойства зубчатых колес, принимаем k_z=487.

.

10. Эквивалентное число зубьев для шестерни:

- для шестерни

- для колеса

11. Коэффициент формы зуба:

- для шестерни Y_F1=3,94

- для колеса Y_F2=3,6 [2, т.9]

12. Находим отношения:

- для шестерни

- для колеса

Расчет на изгиб проводят для того колеса, у которого это отношение меньше.

13. Проверочный расчет на изгиб:

,

где Y_β – коэффициент наклона зуба, принимаем Y_β=1;

Т₂, Н·мм;

b₂, мм;

m, мм;

14. Конструктивные размеры ведомого зубчатого колеса:

Толщина зубчатого венца: ,

принимаем .

Толщина диска: ,

принимаем .

Диаметр вала под зубчатым колесом:

,

где Т₂, Н·мм;

[τ_к]=25 МПа – допускаемое напряжение при кручении.

,

принимаем .

Диаметр ступицы колеса:

принимаем .

Длина ступицы колеса: .

Размер фаски под вал: [2, т.8].

Размер фаски колеса: .

Диаметр расположения облегчающих отверстий:

принимаем .

Диаметр облегчающих отверстий:

принимаем .

Количество облегчающих отверстий i=4 принимаем конструктивно.