2015-05-27
244Выбираем материалы для зубчатых колес. Для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твердость НВ 230: для колеса сталь 45, термообработка – улучшение, твердость НВ 200
Допускаемое контактное напряжение для косозубых колес из указанных материалов [σн] = 410 МПа
Примем такой же, как и ранее, коэффициент ширины венца ψba = 0,4
Коэффициент К Hβ, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, примем по табл. 3.1[1]. Не смотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем значение этого коэффициента, как в случае несимметричного расположения колес, так как со стороны клиноременной передачи действует сила давления на ведущий вал, вызывающая его деформацию и ухудшающая контакт зубьев: K Hβ = 1,25
Мощность на валу барабана (он же ведомый вал редуктора)
P б = P 2 = 2,1кВт
Найдем вращающий момент на этом валу
Т 2 = 
(28)
T 2 = 
= 242Н⋅м
Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев
а ω = К а (u + 1) ⋅ 
(29)
a ω = 43 (5 + 1) ⋅ 
= 145,6 мм
|
|
|
где К а = 43 – для косозубых колес; u = 5 – принято ранее для рассматриваемого редуктора.
Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185 – 66,
а ω =160 мм
Номинальный модуль
m n = (0,01 ÷ 0,02) а ω (30)
m n = (0,01 ÷ 0,02) · 160 = 1,6 ÷ 3,2 мм
Принимаем по ГОСТ 9563 – 60 m n = 2,25
Примем предварительно угол наклона зубьев β = 100
Число зубьев шестерни
Z1 = 
(31)
Z1 = 
принимаем z 1 = 23
Тогда
z 2 = z 1 + u (32) 
z 2 =23 ·5 =115мм
Уточняем значение угла наклона зубьев
cos β = 
(33)
cosβ = 
= 0,970
угол β= 140
Основные размеры шестерни и колеса
Диаметры делительные
d 1 = 
· z1 (34)
d 1 
23 = 53,3мм
d 2 = 
· z 2 (35)
d 2 = 
·115 = 266,7мм
Проверка
a ω = 
(36)
a ω = 
= 160 мм
Диаметр вершин зубьев
d a1 = d 1 + 2 m n (37)
d a1 = 53,3 + 2 · 2,25= 57,8мм
d a2 = d 2 + 2 m n (38)
d a2 = 266,7+ 2 · 2,25 = 271,2 мм
Ширина колеса
b 2 = ψba · a ω (39)
b 2 = 0,4 · 160 = 64 мм
Ширина шестерни
b 1 = b 2 + 5 (40)
b 1 = 64 + 5 = 69 мм
Коэффициент ширины шестерни по диаметру
ψbd = 
(41)
ψbd = 
= 1,29 мм
Окружная скорость колёс
υ = 
(42)
υ = 
=1,15м/с
Степень точности передачи: для косозубых колёс при скорости до 10м/с следуетпринять 8-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки
K н = K Hβ K Ha K Hυ (43)
По таблице 3.5[1] при ψbd = 1,29, твердость HB<350 и симметричном расположении колес (учет натяжения клиноременной передачи) коэффициент K Hβ ≈ 1,18
По таблице 3.4 [1] при υ = 1,15 м/с и 8–й степени точности коэффициент
K Ha ≈ 1,09
По таблице 3.6 [1] для косозубых колес при скорости менее 5 м/с коэффициент K Hυ = 1,0
Таким образом,
K н = 1,18 · 1,09 · 1,0 = 1,286
Проверяем контактные напряжения
σH = 
(44)
σH = 
= 221 Мпа
что менее [σH] = 410 МПа. Условие прочности выполнено.
Силы, действующие в зацеплении:
|
|
|
Окружающая
F t = 
(45)
F t = 
= 1815Н
Радиальная
F r = F t · 
(46)
F r = 1815· 
= 679 Н
Осевая
F a = F t 
=1815 
140=453 H
Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба
σf = 
≤ [σf] (47)
 |
Коэффициент нагрузки
K f = K fβ · K fυ (48)
При ψbd = 1,29, твердость HB<350 и несимметричномрасположении зубчатых колес относительно опор коэффициент K fβ ≈ 1,18
По таблице 3.8[1] для косозубых колес 8-й степени точности и скорости до 3 м/с коэффициент K fυ = 1,1
Таким образом
K f = 1,18 · 1,1 = 1,298
Коэффициент, учитывающий форму зуба Y f зависит от эквивалентного числа зубьев z υ
У шестерни
z υ1 = 
(49)
z υ1 = 
≈ 25
У колеса
z υ2 = 
(50)
z υ2 = 
≈ 126
Коэффициенты
Y F1 = 3,69 и Y F2 = 3,60
Определяем коэффициенты
Y β и K Fa
Y β = 1- 
(51)
Y β = 
= 0,99
K Fa = 
(52)
K Fa = 
= 0,92
где среднее значение коэффициента торцового перекрытияεа = 1,5, степень точности n = 8
Допускаемое напряжение при проверке на изгиб
[σf] = 
(53)
По таблице 3.9 для стали 45 улучшенной предел выносливости приот нулевом цикле изгиба 
= 1,8 НВ
Для шестерни
= 
= 415МПа
Для колеса
= 
= 360МПа
Коэффициент безопасности
[SF] = [SF]´[SF]´´ (54)
По табл. (3.9)[1] [SF]´ = 1,75 для стали 45 улучшенной; Коэффициент [SF]´´=1,0 для поковок и штамповок. Следовательно [SF] = 1,75
Допускаемые напряжения
Для шестерни
[σF1] = 
= 237 МПа
Для колеса
[σF2] = 
= 206 МПа
Проверку на изгиб следует проводить для того зубчатого колеса, для которого отношение 
меньше. Найдем эти отношения:
Для шестерни
= 64,2 МПа
Для колеса
= 57,5 МПа
Проверку на изгиб проводим для колеса по формуле (3.25)[1]
σf2 = 
(55)
σf2 = 
= 54 Мпа <206 Мпа
 |
