Расчет зубчатых цилиндрических колес редуктора

 

Таблица 3. Исходные данные для расчета

Наименование	Ед.изм.	Значение
Срок службы	лет
Угловая скорость вращения шестерни	рад/с	149,7
Вращающий момент на валу зубчатой шестерни	Нм	26,1
Вращающий момент на валу зубчатого колеса	Нм	123,7
Передаточное число

 

Выбираем материалы со средними характеристиками: для шестерни – Сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 230; для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, но твердость на 30 единиц ниже – НВ 200.

 

 

Допускаемые контактные напряжения

,

где σ_Hlimb – предел контактной выносливости при базовом числе циклов. Для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением)

;

НВ₁ = 230; НВ₂ = 200.

K_HL - коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают K_HL = 1. Коэффициент безопасности [S_H] = 1,1.

Для колес из нормализованной или улучшенной стали, а также при объемной закалке принимают [S_H] = 1,1...1,2; при поверхностном упрочнении зубьев [S_H] = 1.2...1.3.

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение по формуле

 

для шестерни [σ_Н1] = 482 МПа;

для колеса [σ_Н2] = 428 МПа.

Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение

[σ_Н] = 410 МПа.

Требуемое условие [σ_Н] = < 1,23[σ_Н2] выполнено.

Коэффициент K_Hβ;S принимаем предварительно = 1,1.

Принимаем для косозубых колес коэффициент ширины венца относительно межосевого расстояния

= 0,45.

Коэффициент ширины венца рекомендуется выбирать из ряда по ГОСТ: 0,10; 0,125; 0,16; 0,25; 0,315; 0,40; 0,50; 0,63; 0,80; 1,00; 1,25.

Для прямозубых колес рекомендуется ограничивать ; для косозубых предпочтительно принимать , проверяя (при ) выполнения условия:

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

=107 мм.

где К_α = 43; (для прямозубых передач К_α = 49,5; для косозубых и шевронных передач К_α = 43,0), М₂ - вращающий момент на валу зубчатого колеса

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ .

Стандартные значения межосевых расстояний надлежит выбирать из следующих величин:

· 1-ый ряд – 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800,1000, 1250, 1600, 2000, 2500;

· 2-ой ряд – 71, 90, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560, 710, 900, 1120, 1400, 1800.

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

= 1 2.

Стандартные значения модуля m_n надлежит выбирать из следующих величин:

· 1-ый ряд – 1; 1,25; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 16; 20.

· 2-ой ряд – 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22.

Первый ряд следует предпочитать второму.

Принимаем значение нормального модуля по ГОСТ из первого ряда

m_n = 1,25 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев β = 12°.

Определим число зубьев шестерни и колеса:

= 29,2 примем Z₁ = 29, тогда Z₂ = 145.