2. Расчет редуктора

2.1. Выбор материала и определение допускаемых напряжений Для зубчатой (быстроходной) передачи

Материал – сталь 45 [4,табл.8.8]. Твердость для колеса – 200 НВ, для шестерни – 250 НВ. Предел прочности для колеса σв=750 МПа, предел текучести σ_Т=450 МПа. Предел прочности для шестерен σ_В=850 МПа, предел текучести σ_Т=580 МПа.

Определение предельного контактного напряжения

Для колеса:

Для шестерни:

Определение предельного напряжения изгиба

Для колеса:

Для шестерни:

Коэффициенты запаса,выбираются в зависимости от марки стали

Определение допускаемого контактного напряжения, допускаемого напряжения изгиба и напряжения при перегрузках у колес, т.к. у них материал слабее

Определение ресурса передачи

где L – срок службы, годы;

К_год и К_сут – коэффициенты использования передачи в году и сутках.

Определение коэффициента долговечности при расчете на контактную выносливость

где N_HO=17×10⁶ – базовое число циклов контактных напряжений шестерни, N_HO=10×10⁶ – базовое число циклов контактных напряжений колеса;

N_HЕ – эквивалентное число циклов контактных напряжений

где T_i – крутящие моменты, которые учитывают при расчете на усталость;

Т_мах – максимальный из моментов, учитываемых при расчете на усталость;

n_i, t_i – соответствующие моментам T_i частоты вращения и время работы;

m=6 – показатель степени для контактных напряжений;

с – число зацеплений зуба за один оборот колеса.

Для колеса:

Для шестерни:

Для колеса:

Для шестерни:

Принимаем =1

Определение допускаемых контактных напряжений

Для шестерни:

Для колеса:

В качестве расчетного напряжения принимаем меньшее, т.е. напряжение для колеса:

Определение коэффициента долговечности при изгибе

где N_FO=4×10⁶ – базовое число циклов для всех сталей;

N_FЕ – эквивалентное число циклов изгибающих напряжений:

Для колеса:

Для шестерни:

Для колеса:

Для шестерни:

Принимаем расчетное K_HL=1.

Определение допускаемых напряжений изгиба

где K_FC – коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки; в данном случае K_FC=1 – односторонняя нагрузка.

Для шестерни:

Для колеса:

Для червячной (тихоходной) передачи

Определение ожидаемой скорости скольжения

Определение материалов и допускаемых напряже­ний в зависимости от v_S [2,с.20-21]

Материал червяка – сталь 45; материал венца червячного колеса – БрА9ЖЗЛ. Предел прочности σ_В=390 МПа, предел текучести σ_Т=195 МПа.

Допускаемые на­пряжения определяются только для червячных колес, т.к. у них материал слабее, чем у червяков и менее прочный зуб.

Определение допускаемого контактного напряжения

где [σ_Н]₀=250 МПа – допускаемое напряжение.

Определение допускаемого напряжения изгиба

где [σ]_F0– допустимое напряжение соответствующее базовому числу циклов напряжений:

Определение допускаемого контактного напряжения и напряжения изгиба при перегрузках соответственно

– коэффициент долговечности при изгибе

где m=9 – показатель степени для изгибных напряжений;.

N_FЕ – эквивалентное число циклов изгибных напряжений

Условие выполняется.

Определение коэффициента долговечности при расчете на контактную прочность

где m=8– показатель степени.

Условие выполняется.