Исходные данные

Шестерни изготовлены из стали 45, термообработка – объемная закалка до твердости НВ 500, число рабочих дней в году – 250, передача – нереверсивная, нагрузка – постоянная, остальные исходные данные по вариантам (таблица 4).

Таблица 4 - Исходные данные о работе редуктора

Вариант	Срок службы в годах, tг	Число часов работы в сутки, tc	Частота вращения на выходе, nвых, мин-1
1	5	8	54
2	6	7	72
3	7	6	107
4	8	5	214
5	9	4	220

Последовательность выполнения работы

1. Определение частоты вращения вала электродвигателя

1.1 Требуемая частота вращения (мин^-1)

n_дв = n_{вых ·} u_общ , (3.5)

где n_вых  частота вращения выходного вала

редуктора;

u_общ  общее передаточное число привода.

 Общее передаточное число

u_общ = u_{1 ·} u₂ , (3.6)

где u₁  передаточное число быстроходной пары;

u₂  передаточное число тихоходной пары.

 Передаточные числа по ступеням.

Быстроходной , (3.7)

Тихоходной , (3.8)

где Z₁ и Z_ - число зубьев шестерни и колеса

быстроходной пары;

Z_ и Z₄ – то же тихоходной пары (определяются

подсчетом).

 По каталогу принимаем асинхронную частоту вращения

n_{дв к} = мин^-1.

1.5 Отклонение частоты вращения от заданной

^. (3.9)

2. Определение мощности электродвигателя

2.1 Формула для определения межосевого расстояния шестерни и колеса при расчете на контактную прочность имеет вид:

. (3.10)

где Т₂ – крутящий момент на валу колеса быстроходной

пары, Нм

Учитывая, что в стандартном редукторе быстроходная и тихоходная пары рассчитаны на одну и ту же передаваемую мощность, можно определить крутящий момент на валу колеса, передаваемый только одной парой, например, быстроходной.

2.2 Преобразуем предыдущую формулу в формулу для определения крутящего момента:

, (3.11)

где u_ – передаточное число быстроходной пары

_ва – коэффициент ширины шестерни (_ва=0,1-1,25);

[ _н ] - допускаемое напряжение на контактную прочность, МПа

К_н – коэффициент неравномерности нагрузки при расчете на

контактную прочность (рисунок 9);

а_w  межосевое расстояние, мм

Ка  обобщенный коэффициент (Ка =430, Ка =495).

 Определим входящие в формулу величины.

2.3.1 Передаточное число u₁ определено ранее.

2.3.2 Коэффициент ширины шестерни

, (3.12)

где b  ширина шестерни, мм (определяется замером);

а_w  межосевое расстояние быстроходной пары, мм.

2.3.3 Допускаемое напряжение (МПа)

, (3.13)

где _Hlimb – предел усталости, МПа

К_HL - коэффициент долговечности

S_H - коэффициент безопасности (S_H =1,1).

2.3.3.1 Предел усталости при твердости НВ 500 или НRС 52 определяется (10НВ≈1НRС)

_{Hlim b}=18HRC+150, МПа. (3.14)

2.3.3.2 Коэффициент долговечности определяется

, (3.15)

где N_HO  базовое число циклов определяется по графику (рисунок 8);

N_H  фактическое число циклов.

Фактическое число циклов напряжений при постоянной нагрузке определяется

N_H=60c n₁ t , (3.16)

где с  число зацеплений рассчитываемого зуба шестерни за один оборот (для рассматриваемого редуктора с=1);

n₁  частота вращения вала шестерни, мин^-1;

t  срок службы передачи, ч.

Р исунок 8 -Зависимость базового числа циклов от твердости рабочей поверхности зубьев

, (3.17)

t =250 t_г t_с , ч. (3.18)

2.3.3.3 Коэффициент безопасности при объемной закалке S_н .

2.3.4 Коэффициент неравномерности нагрузки К_н при расчете на контактную прочность определяется по графику (рисунок 9).

2.3.5 Обобщенный коэффициент для косозубых передач Ка = 430, для прямозубых Ка = 495.

2.3.6. Крутящий момент на валу электродвигателя (Нм)

, (3.19)

где _ш  КПД быстроходной пары редуктора _ш

_п  КПД пары подшипников _п

_у  КПД упругой муфты _у

u_  передаточное число быстроходной пары.

2.3.8 Мощность электродвигателя

, (кВт). (3.20)

2.3.9 Мощность и марка электродвигателя выбрать по каталогу [4].

4. Полученные результаты занести в таблицу 5 и сделать вывод по работе.

Рисунок 9 - Зависимость коэффициента неравномерности распределения нагрузки от коэффициента ширины шестерни

Таблица 5 - Результаты измерений и расчета параметров привода

и зубчатого зацепления

№	Параметры	Обозначение	Величина
1	Частота вращения электродвигателя: требуемая, мин-1 по каталогу, мин-1	nдв nдвк
2	Передаточное число редуктора	uобщ
3	Отклонение частоты вращения, %	Δnдв
4	Межосевое расстояние, мм	аw
5	Коэффициент ширины шестерни	ψва
6	Допускаемое напряжение, МПа	[σн]
7	Предел усталости, МПа	σНlimb
8	Коэффициент долговечности	КFL
9	Коэффициент неравномерности нагрузки	КНβ
10	Фактическое число циклов, млн. цикл	NH
11	Крутящий момент, Нм	T2
12	Крутящий момент на валу электродвигателя, Нм	Тдв
13	Мощность электродвигателя, кВт	Рдв
14	Марка электродвигателя по каталогу