5. Расчет размеров
При паспортизации передачи есть ряд параметров, которые не поддаются измерению. В первую очередь, это нормальный модуль и угол наклона зуба. По этой причине следует подобрать такие формулы, которые позволили бы определить эти параметры по тем размерам, которые удается замерить.
5.1. Определение нормального модуля.
Считается, что косозубые передачи редко подвергаются модификации, поэтому, исходя из предположения, что передачи не модифицированы (без смещения), межосевое расстояние
,
(1)
где d1 и d2 диаметры делительных окружностей шестерни и колеса.
Вынесем за скобки d1/2. Подставляя передаточное число U=d2/d1, получим
.
(2)
С другой стороны,
,
(3)
отсюда
.
(4)
Решим систему
(5)
относительно нормального модуля m
.
(6)
Подставим U = Z2/Z1,
тогда,
,
(7)
где Z = Z1 + Z2 – суммарное число зубьев.
Аналогичным образом, учитывая, что d2 = d1U, определить модуль через параметры колеса
(8).
По формулам (7) и (8) вычислить модуль. Должны получиться две близкие по значению величины. Небольшая разница объясняется погрешностью замера диаметров выступов шестерни и колеса. В качестве модуля передачи следует принять ближайшее стандартное значение m (таблица 1.2, приложение 1).
Такие вычисления следует провести как для быстроходной, так и для тихоходной передачи.
5.2. Определение угла наклона зуба.
Диаметры делительных окружностей шестерни и колеса
;
(9)
, (10)
тогда в соответствии с (1) межосевое расстояние
.
(11)
Решим (11) относительно угла наклона зуба
.
(12)
По формуле (12) для быстроходной и тихоходной передачи вычислить угол наклона зуба в градусах, минутах и секундах.
5.3. Определение передаточного числа.
Для каждой ступени определить передаточное число
(13)
Тогда общее передаточное число редуктора
.
(14)
5.4. Определение торцовых модулей передач
(15)
5.5. Определение диаметральных размеров передач
Диаметры делительных окружностей шестерни и колеса
(16)
Диаметры выступов шестерни и колеса.
(17)
Диаметры впадин шестерни и колеса.
(18)
Высота зуба
(19)
5.6 Определение коэффициент ширины колеса
.
(20)
Вычисленную величину согласовать со стандартом (Приложение 1, таблица 1.3).
Все рассчитанные размеры для быстроходной и тихоходной ступени занести в «Таблицу 1» отчета (приложение 4).
Для расчетов по следующим пунктам следует получить у преподавателя индивидуальное задание (Приложение 8).
6. Определение мощности на деталях передач (рис. 1) [2]
Н
а
рис.1 показаны потоки мощности, которые
последовательно передаются от входного
вала к выходному с ответвлением части
мощности на преодоление сопротивлений
в подшипниках и зацеплениях.
6.1. Определение мощности на быстроходном валу
Поток мощности Pвх подведен к входному валу, на котором он разветвляется: бóльшая ее часть P1 передается на шестерню быстроходной передачи, меньшая (0,5...1,0%) – на преодоление сопротивлений в подшипниках быстроходного вала. Таким образом, мощность, под действием которой находится быстроходный вал, подведенная к шестерне быстроходной передачи
(21)
где 1 – КПД пары подшипников входного вала, принять 0,995.
6.2. Определение мощности на промежуточном валу
С шестерни быстроходной передачи мощность P1 разветвляется: бóльшая ее часть передается на колесо быстроходной передачи, меньшая (2,0...3,0%) – на преодоление сил трения в быстроходном зацеплении и (0,5...1,0%) – на преодоление сопротивлений в подшипниках промежуточного вала. Таким образом, весь блок промежуточного вала будет нагружен мощностью P2.
,
(22)
где 2 – КПД быстроходного зацепления, принять 0,98,
3 – КПД пары подшипников промежуточного вала, принять 0,995.
6.3 Определение мощности на тихоходном валу
С шестерни тихоходной пары мощность P2 разветвляется: бóльшая ее часть передается на колесо тихоходной передачи, меньшая (2,0...3,0%) – на преодоление сил трения в тихоходном зацеплении и (0,5...1,0%) – на преодоление сопротивлений в подшипниках тихоходного вала. Таким и образом, весь блок тихоходного вала будет нагружен мощностью P3.
,
(23)
где 4 – КПД тихоходного зацепления, принять 0,98,
5 – КПД пары подшипников тихоходного вала, принять 0,995.
Таким образом, общий КПД редуктора
.
Тогда мощность выходного вала Pвых можно определить через мощность входного вала
Pвых =P3 = Pвхред. (24)