3 Расчёт зубчатой передачи

3.1 Геометрический расчёт зубчатых колес

В результате геометрического расчета прямозубых цилиндрических колес (без смещения) определим следующие их параметры (рисунок 2): межосевое расстояние , модуль зубьев m, числа зубьев шестерни z₁ и колеса z₂, делительные диаметры шестерни и колеса , диаметры окружности вершин и , диаметры окружности впадин и , ширина венцов колеса и шестерни .

Рисунок 2 - …………….

1) Рассчитаем предварительно межосевое расстояние по формуле из [2, с. 22; 4], выбрав коэффициент ширины колеса =0,4; полагая, что зубчатая пара расположена симметрично опорам ():

где К_а – коэффициент, для прямозубой передачи К_а = 495 МПа^1/3;

u – передаточное число редуктора, u = ;

T₂ – вращающий момент на валу колеса, T₂ = Н·м;

– допускаемое контактное напряжение, = МПа;

– коэффициент ширины венца зубчатого колеса, рекомендуемые значения = 0,4;

– коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине венца зубчатого колеса, определяемый по рекомендациям [4] в зависимости от расположения колеса по отношению к опорам и коэффициента ширины колеса =1,3

.

2) Найдём предварительно делительный диаметр шестерни

.

3) Зададим число зубьев шестерни из диапазона, учитывая, что z_min =17:

z₁=

4) Подберём из стандарта величину модуля зубьев, для этого предварительно рассчитаем

мм.

Из стандарта

мм.

5) Найдем число зубьев сопряжённого колеса

.

6) Рассчитаем геометрические параметры проектируемой передачи при

модуле зубьев m=2,25 мм,

числах зубьев шестерни z₁=20 и колеса z₂=80:

Фактическое передаточное число

Отклонение от заданного передаточного числа

Делит… диам……….

мм,

мм,

мм,

Диаметры окружностей ……………

мм,

мм,

Диаметры окружностей ……………

мм,

мм,

Ширину венца шестерни назначаем больше ширины венца колеса с целью облегчения сборки механизма.

мм,

мм,

В таблице 2 приведены основные параметры зубчатой передачи.

Окружная скорость вращения колес в полюсе зацепления (на делительном диаметре)

.

По рекомендациям [9] принимаем степень точности изготовления зубчатых колес 9-В (ГОСТ 1643-81), что означает 9-ю степень кинематической точности, плавности и контакта зубьев; вид сопряжения В (нормальный боковой зазор).

Таблица 2 - Основные параметры зубчатой передачи

Наименование параметра и размерность	Обозначение	Значение
Момент на ведомом валу,	Т2	168
Частота вращения вала, – ведущего – ведомого	n1 n2	1455 363,8
Межосевое расстояние, мм	aw	112
Число зубьев – шестерни – колеса	z1 z2	22 88
Модуль зубьев нормальный, мм	mn	2
Передаточное число	u	4
Материал колес, термообработка	cталь 45, улучшение
Твердость рабочих поверхностей зубьев – шестерни – колеса	НВ1 HB2	280 250
Тип передачи	косозубая
Угол наклона зуба, град, мин, с	β	1050'38''
Направление линии зубьев – шестерни – колеса	?левое правое
Диаметры делительных окружностей, мм – шестерни – колеса	d1 d2	44,8 179,2
Ширина зубчатого венца, мм – шестерни – колеса	b1 b2	50 45

Рисунок 3 – …………..

3.2 Проверка зубьев на контактную выносливость³

Проверку зубьев на контактную выносливость проведем по формуле

,

где K – коэффициент, равный для прямозубой передачи K = 315; Т₂ – момент … Нмм; = – ширина венца колеса в мм; , при симметричном расположении зубчатой пары относительно опор =1,3:

.

Контактная выносливость обеспечена.

3.3 Проверка зубьев на изгибную выносливость⁴

Проверку зубьев на изгибную выносливость проведем по формуле

,

где допускаемое изгибное напряжение в МПа; момент в Нмм; = =1,3; – коэффициент формы зуба, зависящий от числа зубьев.

.

Изгибная выносливость обеспечена.

4 Эскизная компоновка механизма

4.1 Предварительный расчёт валов⁵.

Эскизная компоновка редуктора выполняется в два этапа. На первом этапе выявляется расположение деталей в корпусе; определяются расстояния между деталями, ориентировочные диаметры ступеней валов, месторасположение опор и расстояния между средними плоскостями колес и опорами.

На втором этапе разрабатывается конструкция колёс, валов, подшипниковых узлов и корпуса.

По найденному межосевому расстоянию a_w наносим оси валов.

На осях валов вычерчиваем контуры зубчатых колес диаметрами d_a1 и d_a2 и шириной b₁ и b₂.

На расстоянии  = 10 мм от торцов шестерни и окружности вершин зубьев колеса и  = 10 мм от окружности вершин зубьев шестерни до внутренней стенки корпуса очерчиваем внутренний обвод стенок корпуса.

Определяем диаметры отдельных ступеней валов.

Рассчитаем минимальный диаметр входного вала, используя условие прочности на кручение и назначив допускаемое напряжение =30 МПа; момент в Нмм:

мм.

Рассчитаем минимальный диаметр выходного вала, используя условие прочности на кручение и назначив допускаемое напряжение =40 МПа, момент в Нмм:

мм.