II.Расчет зубчатых колес редуктора

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками: для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ230; для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, но твердость на 30 единиц ниже – НВ200.

Допускаемое контактные напряжения

,

где σ_{H lim b} – предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

По данным таблицам для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ350 термической обработкой (улучшением)

– коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения более базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают ; коэффициент безопасности .

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение по формуле

;

для шестерни МПа;

для колеса МПа

Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение

МПа

Требуемое условие выполнено.

Коэффициент , несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, прием выше рекомендуемого для этого случая, т.к. со стороны цепной передачи девствуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведомого вала и ухудшающие контакт зубьев. Принимаем предварительно по таблицам, как в случае несимметричного расположения колес, значение .

Принимаем для косозубых колес коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию .

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле

мм

где для косозубых колес , а передаточное число нашего редуктора .

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 мм.

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

;

принимаем по ГОСТ 9563-60 мм.

Принимаем предварительно угол наклона зубьев и определим числа зубьье шестерни и колеса

Принимаем ; тогда .

Уточненное значение угла наклона зубьев

.

Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные:

мм

мм

Проверка: мм;

диаметры вершин зубьев:

мм

мм

ширина колеса мм;

ширина шестерни мм.

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

.

Окружная скорость колес и степень точности передачи

м/с.

При такой скорости для косозубых колес следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки

Значения , и берем из таблиц: при , твердости и несимметричном расположении колес относительно опор с учетом изгиба ведомого вала от натяжения цепной передачи ; при м/с и 8- степени точности ; для косозубых колес при м/с имеем .

Таким образом, .

Проверка контактных напряжений по формуле:

МПа .

Силы, действующие в зацеплении:

окружная Н;

радиальная Н;

осевая Н.

Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле:

Здесь . По таблицам принимаем: при , твердости и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор и . Таким образом; коэффициент ; -коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев :

у шестерни

у колеса .

и

Допускаемое напряжение по формуле

Для стали 45 улучшенной при твердости по таблице выбираем НВ.

Для шестерни МПа;

для колеса МПа.

- коэффициент безопасности, где , (для поковок и штамповок). Следовательно, .

Допускаемые напряжения:

для шестерни МПа;

для колеса МПа.

Находим отношения :

для шестерни МПа;

для колеса МПа.

Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.

Определяем коэффициенты и :

;

;

для средних значений коэффициента торцового перекрытия и 8-й степени точности .

Проверяем прочность зуба колеса по формуле

;

МПа МПа.

Условие прочности выполнено.