1 Кинематический и энергетический расчёт редуктора

1.1 Определение общего передаточного отношения и разбивка его по ступеням

Общее передаточное отношение редуктора:

.

С другой стороны общее передаточное отношение редуктора:

_,

где - передаточное отношение быстроходной передачи;

– передаточное отношение тихоходной передачи.

Разбивка общего передаточного отношения по ступеням редуктора в значительной степени определяет его массогабаритные, кинематические и энергетические показатели. В цилиндрическо-цилиндрическом редукторе рекомендуется передаточное отношение быстроходной передачи определять по формуле согласно [1]:

.

Тогда передаточное отношение быстроходной передачи:

.

Передаточное отношение тихоходной передачи:

.

1.2 Определение частот вращения валов

Частота вращения первого вала:

об/мин.

Частота вращения второго вала:

об/мин.

Частота вращения третьего вала:

об/мин.

1.3 Определение кпд ступеней и мощностей на валах

КПД зубчатых передач зависит от степени точности изготовления. Для авиационных редукторов принимаем 7-ую степень точности.

Для 7-ой степени точности КПД цилиндрической ступени выбирается из диапазона .

Принимаем КПД 1 и 2 ступени = =

Мощность на третьем валу:

кВт.

Мощность на втором валу:

кВт.

Мощность на первом валу:

кВт.

1.4 Определение крутящих моментов

Крутящий момент на всех валах редуктора:

,

где Т = [Н·мм], P = [кВт], n = [об/мин].

Крутящий момент первого вала:

Н·мм.

Крутящий момент второго вала:

Н·мм.

Крутящий момент третьего вала:

Н·мм.

2 Расчёт зубчатых передач

2.1 Выбор материала зубчатых колёс и обоснование термической обработки

Стремление уменьшить массу конструкции авиационных передач обуславливает применение материалов с высокими показателями прочности. В связи с этим в качестве заготовок при серийном производстве используют штамповки из высококачественных легированных сталей. При этом обязательно выполнять химико-термическую обработку деталей. В частности зубья подвергают цементации для повышения твёрдости поверхности, которая обеспечивает износостойкость, высокую контактную и изгибную прочность.

Поэтому выбираем для зубчатых колёс сталь 12Х2Н4А с химико-термической обработкой – цементацией на глубину 1…1,2 мм, заготовка-штамповка. Механические свойства стали приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Механические свойства стали 12Х2Н4А

Вид термообработки	Механические характеристики
	Твёрдость зубьев		Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа
	На поверхности	В сердцевине
Цементация	HRC 56-63	HRC 30-35	1150	950

2.2 Расчёт первой ступени

2.2.1 Определение допускаемых контактных напряжений

Допускаемое контактное напряжение:

,

где – базовый предел контактной выносливости, МПа;

– коэффициент безопасности по контактным напряжениям;

– коэффициент долговечности по контактным напряжениям.

Принимаем твёрдость на поверхности зубьев = 60.

Базовый предел контактной выносливости согласно [2] при цементации:

МПа.

При цементации и повышенных требованиях к надёжности коэффициент безопасности по контактным напряжениям следует выбрать большим. Однако это приведет к увеличению массы конструкции. Поэтому, согласно [2] принимаем = 1,2.

Коэффициент долговечности по контактным напряжениям:

,

где – базовое число циклов перемены контактных напряжений;

– расчётное число циклов перемены контактных напряжений.

= 12·10⁷ ,

,

где – количество зацеплений зуба за один оборот;

-коэффициент эквивалентности по контактным напряжениям.

Принимаем = 1.

.

Расчётное число циклов перемены контактных напряжений для шестерни:

.

Расчётное число циклов перемены контактных напряжений для колеса:

.

Коэффициент долговечности по контактным напряжениям для шестерни:

.

Коэффициент долговечности по контактным напряжениям для колеса:

.

Допускаемое контактное напряжение для шестерни:

МПа.

Допускаемое контактное напряжение для колеса:

МПа.

Допускаемое контактное напряжение для ступени:

МПа.