3.2. Расчёт редукторной передачи.

На основании требований технического задания и результатов кинематического и силового расчёта привода определяем исходные данные для расчёта передачи (табл.3.2).

Таблица 3.2.

Данные для расчёта редукторной передачи

Наименование	Размерность	Обозначение	Величина
Крутящий момент на колесе	Н×м	Т2
Частота вращения колеса	мин־¹	n2
Передаточное число		uред
Тип передачи(реверсивная или нереверсивная, открытая или закрытая, прямозубая или косозубая)
Срок службы передачи	год	LГ
Коэффициент использования передачи в течение года		KГ
Коэффициент использования передачи в течение суток		Kс

Предварительно выбираем материал со средними механическими характеристиками (табл. П4): для шестерни – сталь 40Х, термическая обработка – улучшение, твёрдость HB 269…302: для колеса – сталь 40Х, термическая обработка – улучшение, твёрдость HB 235…262.

Определяем допускаемые напряжения для шестерни и колеса (табл. П.5 и П.6), где k_HL=1, k_FL=1 для редуктора с длительной эксплуатацией; средняя твёрдость:

для шестерни HB_ср = (269+302)/2,

для колеса HB_ср = (235+256)/2.

Определяем межосевое расстояние a_W, мм; нормальный модуль m, мм; числа зубьев шестерни z₁ и колеса z₂; фактическое передаточное число редуктора u_ф и окончательный угол наклона зубьев β, град. (табл. П.7).

Выполняем расчёт основных геометрических параметров передачи (табл. П.10).

Проверяем пригодность заготовок колёс (табл. П.11).

Проверяем передачу на контактную (табл. П.12.) и изгибную (табл. П.16) выносливость и на кратковременную перегрузку (табл. П.21).

3.3 Расчёт открытой передачи.

3.3.1. Расчёт цепной передачи.

Для расчёта цепной передачи (рис.2) рекомендуется выбрать роликовую однорядную цепь. Основные данные для расчёта цепи:

- вращающий момент на ведущей звёздочке Т₂;

- частота вращения вала ведущей звёздочки n₂;

- передаточное число цепной передачи u_от.пер

- условия работы передачи.

Число зубьев ведущей звёздочки:

z₁ = 31-2u_{от. пер} ≥ 9.

Число зубьев ведомой звёздочки:

z₂ = z₁×u_от.пер ≤ 120

Желательно числа зубьев округлять до ближайшего нечётного числа.

Фактическое передаточное число передачи:

u_ф.пер = z₂/z₁.

Отклонение от номинального передаточного числа не должно превышать 5%.

Расчётный коэффициент нагрузки:

k_Э = k_д×k_а×k_o×k_рег×k_см×k_реж,

где k_д - коэффициент динамической нагрузки: при постоянной (спокойной) нагрузке k_д = 1; при переменной нагрузке k_д = 1.2…1.5; при сильных ударах k_д = 1.8;

k_а – коэффициент учитывающий влияние межосевого расстояния; при оптимальном межосевом расстоянии (а = (30…50)t ) k_а = 1; при а≤25t k_а = 1.25;

k_o – коэффициент, учитывающий влияние угла наклона: при θ≤60° k_o = 1; при θ>60° k_o = 1.25, но при автоматическом регулировании натяжения цепи k_o =1;

k_рег – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи; при автоматическом – k_рег = 1, при периодическом - k_рег = 1.25;

k_см = коэффициент учитывающий способ смазывания; при непрерывном смазывании k_см = 0.8; при регулярном, капельном смазывании k_см =1; при периодическом смазывании k_см =1.5;

k_реж – коэффициент сменности работы; при односменной работе k_реж = 1, при двусменной работе k_реж = 1.25.

Среднее значение допускаемого давления в шарнирах цепи в типовых условиях [p]1 принимаем ориентировочно по табл. П.24.

Допускаемое давление в шарнирах цепи в реальных условиях, МПа:

[p] = .

Шаг цепи, мм:

t ≥ 2,8 .

Выбираем цепь с ближайшим большим стандартным значение по табл. П.25 и записываем обозначение цепи.

Скорость цепи, м/с:

V_ц = .

Окружная сила цепи, Н:

F_tц = .

Проверяем частоту вращения ведущей звёздочки n₂. мин־¹:

n₂ ≤ [n],

где [n] – допускаемая частота вращения (табл. П.26).

Проверяем давление в шарнирах цепи р, МПа:

р=,

где А_оп – площадь опорной поверхности шарнира, мм² (табл. П.25).

Усиление в цепи от её провисания, Н:

F_f = 9.81k_f×q×a.

Где k_f – коэффициент провисания; k_f = 6 для горизонтальной передачи; k_f = 4 при угле наклона к горизонту θ≤40°; k_f = 2 при θ≥40°; k_f = 1 для вертикальной передачи; q – масса одного метра цепи (табл. П25.); а = (30…50)t – предварительное значение межосевого расстояния.

Усиление в цепи от центробежных сил, Н:

F_v = q×V_ц².

Сила давления цепи на вал, Н:

F_в = F_tц+2F_f.

Проверяем коэффициент запаса прочности цепи s :

s = ≥ [s],

где [s] – нормативный коэффициент запаса прочности (табл. П.27).

Число звеньев цепи:

L = +.

Полученное значение L округляется до целого чётного числа.

Уточнённое межосевое расстояние цепной передачи. мм:

а_ц = 0,25t.

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%.

Размеры ведущей и ведомой звёздочек (рис.3) определяем по следующим формулам делительный диаметр, мм:

d_д = ,

где z – число зубьев соответствующей звёздочки.

Диаметр окружности выступов, мм:

D_e = t,

где d_p – диаметр ролика цепи (табл. П.25).

Диаметр окружности впадин, мм:

D_i = .

Диаметр проточки, мм:

d_с = ,

где h – ширина пластины цепи (табл. П.25).

Ширина зуба звёздочки, мм:

b = ,

где B_BH - расстояние между двумя внутренними пластинами цепи (табл. П.25);

Толщина диска, мм:

С = .

Диаметр ступицы, мм:

d_cm = ,

где dв – диаметр вала в месте установки соответствующей звёздочки.

Длина ступицы, мм:

L_cm = .

Рис. 3 Конструкция звёздочки