Пример кинематического и силового расчетов

Исходя из формулы (4.2), передаточное число редуктора равно:

Примем передаточное число ременной передачи равной:

U_р =2

Тогда передаточное число редуктора равно:

U_ред = = U_пр /U_р =25.26:2=12,63

Производим разбивку передаточного числа по ступеням по формуле:

U_ред. = U_т ∙ U_б ,

где U_т – передаточное число тихоходной ступени

U_б – передаточное число быстроходной ступени

U_т = 0,88 ∙= 3.13

Принимаем U_б = 5,5, при этом процент отклонения от требуемой линейной скорости равен:

Что вполне допустимо.

Частоты вращения на валах 1,2,3 вычисляются по формулам:

Крутящие моменты на валах равны:

,

где -угловая скорость вала барабана

Глава 4. Расчет на прочность зубчатых передач

4,1 Расчёт зубьев на контактную прочность (основные расчётные зависимости).

1. Контактное напряжение в полюсе зацепления.

где _Н0 - контактное напряжение без учёта дополнительных нагрузок.

К_{Н –} коэффициент нагрузки

К_Н = К_НА К_Нβ К_Нυ К_Н

Z_E – Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов, сопряжённых зубчатых колёс.

Z_Н – Коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей зубьев в полюсе зацепления.

Z – Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

Z_ – Коэффициент, учитывающий наклон зуба.

F_t – Окружная сила на делительном цилиндре в торцовом сечении.

b_ – рабочая ширина венца зубчатой передачи.

u – передаточное число.

К_НU – коэффициент учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку.

К_Н – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий.

К_Н – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями.

2. Допускаемое напряжение _НР не вызывающее опасной контактной усталости материала.

_{Н lim} – предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов напряжений.

S_{Н min} – минимальный коэффициент запаса прочности.

Z_L – Коэффициент, учитывающий влияние вязкости смазки.

Z_N – Коэффициент долговечности.

Z_R – Коэффициент, учитывающий влияние исходной шероховатости сопряжённых поверхностей зубьев.

Z_U – Коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости.

Z_X – Коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса.

1.3. Допускаемое предельное контактное напряжение _{Н lim} не вызывающее остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя.

_НSmin – предельное контактное напряжение при действии максимальной, в частности, ударной нагрузки.

S_НSmin – минимальный коэффициент запаса прочности при расчёте по максимальным контактным нагрузкам.

3. Нагрузочная способность поверхностей зубьев. Нагрузочная способность поверхностей зубьев обеспечивается при выполнении условий любого критерия.

КРИТЕРИИ	УСЛОВИЯ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ
НАПРЯЖЕНИЕ	H  HP Hmax  HP max
БЕЗОПАСНОСТЬ	SH  SHmin SHSt  SHSt min
РЕСУРС	NL  NK Hmax  HP max
ВЕРОЯТНОСТЬ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ	PH (NL  NK )  PHmin PHSt (FSt  Hmax) > PHSt min

ПРИМЕЧАНИЕ: S_H - расчётный коэффициент запаса прочности для предотвращения опасной контактной усталости.

S_HSt – расчётный коэффициент запаса прочности для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя при максимальной нагрузке.

_Hmax – максимальное контактное напряжение за весь срок службы.

N_K – число циклов напряжений в соответствии с заданным сроком службы.

N_L – число циклов напряжений в соответствии с рассчитанным сроком службы.

P_H – вероятность безотказной работы в течение заданного срока службы.

P_HSt – вероятность безотказной работы при расчёте по максимальным нагрузкам.