4.2.1 Проверочный расчет зубьев колес на контактную прочность

После определения геометрических размеров рабочие поверхности зубьев необходимо проверить на контактную прочность. Для этого следует определить рабочее контактное напряжение и сравнить с допускаемым . Должно выполняться условие:

(4.23)

Определим рабочее контактное напряжение , МПа:

(4.24)

где – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес, изготовленных из стали, равен 190

– коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;для прямых зубьев равен 1,77

– коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий прямозубой передачи, рассчитываем по формуле:

(4.25)

где – коэффициент торцового перекрытия рассчитываем по формуле:

, (4.26)

.

Из формулы (4.27) находим значение коэффициента :

Окружную силу на делительном диаметре шестерни , Н, рассчитываем по формуле:

, (4.27)

.

– коэффициент внешней динамической нагрузки при равномерном нагружении двигателя и ведомой машины равен 1,1

– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку равен 1,05

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий равен 1,1

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями прямозубых передач, равен 1

Из формулы (4.25) находим значение рабочего контактного напряжение , МПа:

,

.

После данных расчетов условие (4.24) выполняется.

4.3 Определение геометрических и кинематических параметров быстроходной ступени редуктора (колеса косозубые)

Межосевое расстояние быстроходной ступени , мм, определяем по формуле:

, (4.28)

.

Модуль зацепления , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.29)

.

После согласования со стандартными значениями

Число зубьев для шестерни рассчитываем по формуле:

(4.30)

Угол наклона зубьев первоначально принимается любое из интервала от 8^ до 18^.

Значение числа зубьев для шестерни округляем до целого числа:

Число зубьев для колеса рассчитываем по формуле:

, (4.31)

.

Значение числа зубьев для колеса округляем до целого числа:

Уточненное значение угла наклона зубьев, град:

, (4.32)

.

Делительный диаметр шестерни , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.33)

.

Делительный диаметр колеса , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.34)

.

Диаметр вершины зубьев шестерни , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.35)

Диаметр вершины зубьев колеса , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.36)

.

Диаметр впадин зубьев шестерни , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.37)

.

Диаметр вершины зубьев колеса , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.38)

.

Рабочую ширину зубчатого венца колеса , мм, рассчитываем по формуле:

, (4.39)

Согласовываем со стандартными значениями:

Рабочую ширину зубчатого венца шестерни , мм, рассчитываем по формуле:

(4.40)

Согласовываем со стандартными значениями:

Окружную скорость зубчатых колес , м/с, рассчитываем по формуле:

, (4.41)

.

Из таблицы «Степень точности цилиндрических зубчатых передач» по ГОСТ 1643-81 выбираем по рекомендации степень точности 8.

4.4 Ориентировочный расчет и конструирование валов

4.4.1 Входной вал

Диаметр выходного конца вала , мм, (рисунок 3) рассчитываем по формуле:

(4.42)

где – допускаемое напряжение кручения для среднеуглеродистых сталей 35,40,45 равно 20-25 МПа

Выбираем равное 20 МПа.

Рисунок 3 - Входной вал

Значение диаметра выходного конца вала округляем до стандартного:

мм

Диаметр вала под уплотнением , мм, рассчитываем по формуле:

(4.43)

где – высота буртика равна 2,2 мм

Диаметр вала под уплотнением согласовываем со стандартным диаметром уплотнения:

Диаметр вала в месте посадки подшипника , мм, равен диаметру вала под уплотнением или больше его, но кратен пяти:

Диаметр кольца со стороны подшипника , мм, рассчитываем по формуле:

(4.44)

где – координата фаски подшипника равна 2 мм

Значение диаметра кольца со стороны подшипника , округляем до стандартного:

Диаметр вала под шестерней , мм:

(4.45)

Диаметр разделительного кольца со стороны шестерни , мм, рассчитываем по формуле:

(4.46)

где – размер фаски 1,6 мм

Значение диаметра разделительного кольца со стороны шестерни округляем до стандартного: