1.6 Последовательность расчета передач редуктора

Расчет передач двухступенчатого редуктора начинают со второй (тихоходной) ступени, а затем переходят к первой (быстроходной). Последовательность расчета передач различных типов приведена в пп. 2, 3 и 4 (соответственно для цилиндрических, конических и червячных передач). В указанных расчетах приняты следующие обозначения для крутящих моментов, приложенных к валам одной ступени

 – крутящий момент на быстроходном валу ступени (передачи);

 – крутящий момент на тихоходном валу ступени (передачи).

Для тихоходной передачи редуктора равен номинальному моменту на выходном валу редуктора , заданному в таблице 1.1 (см. п. 1.2, Варианты заданий на курсовое проектирование), а – крутящему моменту на промежуточном валу редуктора , определяемому как

.

Для быстроходной передачи редуктора равен только что найденному моменту на промежуточном валу редуктора , а равен крутящему моменту на входном валу редуктора , которые можно найти по формуле

.

Частоты вращения валов в передаче обозначают соответственно

 – частота вращения быстроходного вала ступени (передачи);

 – частота вращения тихоходного вала ступени (передачи).

Для тихоходной передачи редуктора равна частоте вращения выходного вала редуктора , заданной в таблице 1.1 (см. п. 1.2, Варианты заданий на курсовое проектирование), а – частоте вращения промежуточного вала редуктора , определяемой как

.

Для быстроходной передачи редуктора равно только что найденной частоте вращения промежуточного вала редуктора, а равно частоте вращения входного вала редуктора (т.е. частоте вращения вала двигателя) .

1.7 Использование вычислительных средств

Расчеты зубчатых передач, валов, подшипников и т.п., выполняемые по традиционной методике, можно вести на калькуляторе, в том числе и на встроенных калькулятора Windows и КОМПАСа (оба имеют научные функции). Но особенно удобно это делать в специализированных программах, таких как MatCad, Wolfram Mathematica и даже Microsoft Excel, когда удобно редактировать уже «набранный» расчет, изменять исходные данные или выбирать другие коэффициенты в случае неудовлетворительных результатов первой попытки расчета. В этом случае для исключения в тексте расчетной программы повторений одноименных обозначений первой и второй ступеней редуктора, к ним добавляют ее индекс (б или т), например,

 – частота вращения входного вала быстроходной ступени редуктора;

 – крутящий момент на выходном валу тихоходной ступени редуктора.

К сожалению, в текстовом документе КОМПАСа, где нужно будет оформлять пояснительную записку по курсовому проекту, пока нельзя проводить автоматические вычисления. Нельзя и переносить в него формулы, написанные в других программах. Однако все формулы и численные решения должны быть выполнены в текстовом документе КОМПАСа.

2 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Расчет цилиндрической зубчатой передачи производят по несколько упрощенной традиционной методике [3] используя следующие обозначения:

Т – крутящий момент на валу, Нмм;

M – изгибающий момент на валу, Нмм;

F_t – окружная сила в зацеплении, Н;

F_r – радиальная сила в зацеплении, Н;

F_a – осевая сила в зацеплении, Н;

n – частота вращения вала (зубчатого колеса), мин.^-1;

v – окружная скорость зубчатого венца, м/с;

u – передаточное число передачи;

а – межосевое расстояние (делительное) передачи, мм;

d – диаметр зубчатых колес, мм;

m – модуль зубчатых колес, мм;

z – число зубьев шестерни (колеса);

α – угол зацепления, град.;

β – угол наклона линии зуба шестерни (колеса), град.;

σ – нормальное напряжение в материалах, МПа;

σ⁰_Hlim – предел длительной контактной выносливости, МПа;

σ⁰_Flim – предел длительной изгибной выносливости, МПа;

ψ_a – коэффициент ширины зубчатого колеса;

x – смещение исходного контура зубчатого зацепления.

Указанная размерность величин должна соблюдаться при вычислениях.

При вышеприведенных обозначениях нижние индексы обозначают следующее:

i – индекс зубчатого колеса в передаче (1 – относящийся к шестерне, 2 – относящийся к колесу);

H – относящийся к контактной прочности;

F – относящийся к изгибной выносливости;

t – окружной или торцовый;

r – радиальный;

a – осевой;

л – лимитирующий элемент передачи.