Выбор электродвигателя Кинематический и силовой расчет привода

2. Расчет цилиндрической передачи редуктора (быстроходная ступень)

Исходные данные: Т₁=11,97 Н·м - крутящий момент на шестерне, - частота вращения шестерни; - крутящий момент на колесе, - частота вращения колеса; Uб =4 – передаточное число передачи; L_h - время работы передачи (ресурс). .
Выбираем для колеса и шестерни материал сталь 45, термообработка – улучшение; твердость поверхности зуба шестерни HB230, твердость поверхности зуба колеса HB200.
Допускаемые контактные напряжения:
,
где – базовый предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов.
Для стали 45 с термообработкой (улучшением)
;
– коэффициент долговечности; принимаем ; коэффициент безопасности .
Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение
;
_{для шестерни} ;
_{для колеса} .
Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение
.
Требуемое условие выполнено.
_{Из предыдущего раздела имеем:}
.



Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев: из условия соосности a_w^тих= a_w^быстр=140 мм;
Нормальный модуль зацепления:
Нормальный модуль для быстроходной ступени в целях увеличения плавности и бесшумности передачи принимаем:
;
принимаем по ГОСТ 9563-60 .
Примем предварительно угол наклона зубьев и определим числа зубьев шестерни и колеса:
.
Тогда . Принимаем ; .
Уточненное значение угла наклона зубьев
;
.
Основные размеры шестерни и колеса:
диаметры делительные:
;
.
Проверка: .
Диаметры вершин зубьев:
;
;
ширина колеса ;
=0,25,так как тихоходная ступень нагружена больше быстроходной ( =0,4)
ширина шестерни .
Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:
.
Окружная скорость колес и степень точности передачи
.
При такой скорости для косозубых колес принимаем 8-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки
.
При , твердости НВ<350 и несимметричном расположении колес относительно опор ( сосчитали ранее)
При и 8-й степени точности , .
Таким образом, .
Проверка контактных напряжений:
.
Силы, действующие в зацеплении:
окружная ;
радиальная ;
осевая .
Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:
.
Здесь коэффициент нагрузки При , твердости НВ<350 и несимметричном расположении колес относительно опор ; . Таким образом, ; - коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев z_v:
у шестерни ;
у колеса .
и .
Допускаемое напряжение:
.
Для стали 45 улучшенной при твердости НВ<350 .
Для шестерни ;
для колеса .
Коэффициент запаса прочности . ; для поковок и штамповок . Следовательно, .
Допускаемые напряжения:
для шестерни ;
для колеса .
Для шестерни отношение ;
для колеса .
Дальнейший расчет ведем для зубьев шестерни, так как полученное отношение для нее меньше.
Определяем коэффициенты и :
;
;
для средних значений коэффициента торцового перекрытия и 8-й степени точности .
Проверяем прочность зуба колеса:
.
Условие прочности выполнено.