4.4. Порядок виконання роботи

1. Зняти кришку і ознайомитися з конструкцією редуктора.

2. Скласти кінематичну схему редуктора.

3. Виконати геометричні виміри передачі:

3.1. Виміряти міжосьову відстань швидкохідного a_w1 і тихохідного a_w2 ступенів.

3.2. Виміряти ширину коліс швидкохідного b₂ і тихохідного b₄ ступенів.

3.3. Порахувати числа зубців шестірні і колеса швидкохідного і тихохідного ступенів z₁, z₂, z₃, z₄.

3.4. Визначити напрямок лінії нахилу зубців.

3.5. Виміряти діаметри вершин зубців шестірні і колеса d_a1, d_a2, d_a3, d_a4.

4. Зробити кінематичний і геометричний розрахунок передачі¹.

4.1. Передатне число ступенів:

; . (4.1)

4.2. Коефіцієнти ширини коліс:

; . (4.2)

4.3. Коловий модуль зачеплення:

, . (4.3)

4.4. Вибрати стандартні значення нормальних модулів m_n1 і m_n2, як найближчі менші до колових модулів, за таблицею 4.1.

Таблиця 4.1

Колеса зубчасті. Модулі за ГОСТ 9563-80. ²

1-й ряд	1	1,25	1,5	2	2,5	3,0	4,0	5,0	6	8	10	12	16
2-й ряд	1,125	1,375	1,75	2,25	2,75	3,5	4,5	5,5	7	9	11	14	18

4.5. Визначити кути нахилу зубців швидкохідного і тихохідного ступенів:

, . (4.4)

4.6. Розрахувати діаметри вершин зубців шестірні і колеса і порівняти їх з обмірюваними діаметрами (табл. 4.2):

; ; (4.5)

; . (4.6)

4.7. При розбіжності розрахункових і обмірюваних значень діаметрів вершин визначити коефіцієнти зсуву вихідного контуру:

; , (4.7)

де ,– виміряні діаметри вершин шестерні.

Результати вимірів і розрахунків занести в таблицю 4.2. звіту до лабораторної роботи.

Таблиця 4.2

Результати вимірів і розрахунків

Параметр	Ступінь
	Швидкохідна	Тихохідна
Вимірювані значення
Міжосьова відстань, , мм
Ширина коліс, b2 і b4, мм
Число зубців шестірні, z1, z3
Число зубців колеса, z2, z4
Напрямок лінії зубців шестірні
Напрямок лінії зубців колеса
Діаметри вершин зубців шестірні, ,, мм
Діаметри вершин зубців колеса, ,, мм
Розраховані значення
Передатне відношення,
Коефіцієнти ширини коліс,
Коловий модуль, , мм
Нормальний модуль, , мм
Кут нахилу зубців, , град.
Діаметр вершин зубців шестірні, ,, мм
Діаметр вершин зубців колеса, ,, мм
Коефіцієнт зсуву вихідного контуру,
Потужність по контактній витривалості, ,кВт
Потужність по згинальної витривалості, ,кВт

4.8. Визначення потужності при обмеженому терміні служби здійснюється за наступним даними (задаються викладачем):

а) частота обертання швидкохідного вала, ,,

б) матеріал зубчастих коліс та їх термічна обробка.

Потужність визначається за формулою, кВт:

, (4.8)

де – момент обертання швидкохідного вала, Н·м;

З формули для розрахунку зубців на контактну витривалість з урахуванням рекомендації додатка до ГОСТ 21354-75, мм:

, (4.9)

визначаємо:

, Н·м , (4.10)

де – коефіцієнт ширини колеса,

–коефіцієнт розподілу навантаження по ширині зубчастого вінця (табл. 4.3);

–узагальнений коефіцієнт, для сталевих прямозубих коліс , для сталевих косозубих і шевронних;

У формулі (4.9) знак плюс відповідає зовнішньому зачепленню, а мінус - внутрішньому.

Таблиця 4.3

Значення коефіцієнтів і, які враховують розподіл навантаження по ширині зубчастого вінця колеса.

Відносна шири-на колеса,	Симетричне розміщення шестірні відносно опори				Шестірня розміщена несиметричне відносно опори
					дуже жорсткий вал
	Твердість робочих поверхонь зубця, HB		Твердість робочих поверхонь зубця, HB		Твердість робочих поверхонь зубця, HB		Твердість робочих поверхонь зубця, HB
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6	1,0 1,01 1,03 1,06 1,10 1,13 1,16 1,20	1,0 1,0 1,01 1,03 1,04 1,05 1,07 1,08	1,00 1,03 1,05 1,08 1,15 1,18 1,25 1,30	1.00 1,01 1,02 1,05 1,08 1,10 1,13 1,16	1,01 1,05 1,09 1,14 1,18 1,26 1,32 1,40	1,01 1,02 1,04 1,06 1,08 1,10 1,13 1,16	1,02 1,07 1,13 1,20 1,27 1,37 1,40 1,50	1,01 1,04 107 1,11 1,15 1,20 1,25 1,16

Примітка:– відстань між опорами вала, мм;– діаметр вала під опорами.

Допустиме контактне напруження визначається згідно з формулою:

, (4.11)

де σ´_НР – допустиме контактне напруження, що відповідає базовому числу циклів зміни напружень, МПа (див. табл. 4.4).

–коефіцієнт довговічності. При необмеженому терміну служби =1.

Для прямозубих коліс допустиме контактне напруження приймається для того зубчастого колеса (шестірні), для якого воно менше. Для косозубих і шевронних передач:

, (4.12)

де – менше зі значеньі.

Таблиця 4.4

Механічні характеристики деяких марок сталей

Матеріал і марка	Термообробка	Твердість HB або HRC		Допустиме напруження при базовому числі циклів
		Поверхні	Серцевини	, MПa			, MПа
				Вид навантажень
				Неревер-сивне	Реверсивне
Сталь 45	Поліпшен-ня	HB 240..280	HB 240..280	190	130	4	600	1,5
Сталь 45	Гартування ТВЧ нескрізне	HRC 40…50	HB 240..280	210	160	4	800	6
Сталь 45	Гартування ТВЧ поверхневе	HRC 40...52	HB 240..280	230	180	4	800	6
Сталь 50Г	Гартування об’ємне	HRC 40...50	HRC 40...50	220	165	4	800	6
Сталь 40Х	Нормаліза-ція	HB 210..230	HB 210..230	200	130	4	550	2
Сталь 40Х	Поліпшен-ня	HB 240 280	HB 240..280	230	150	4	650	2,5
Сталь 40Х	Гартування ТВЧ наскрізне	HRC 48...52	HB 240..280	230	170	4	900	8
Сталь 40Х	Гартування ТВЧ поверхневе	HRC 48...52	НВ 250 280	270	200	4	900	8

З формули для розрахунку зубців шестірні на згинальну витривалість:

,

визначаємо:

, (4,13)

де , мм;

–допоміжний коефіцієнт; для прямозубих передач, ;

Для косозубих і шевронних передач, при коефіцієнті осьового перекриття <1,при>1,;

–коефіцієнт, що враховує форму зубця, вибираємо з табл. 4.5 залежно від еквівалентного числа зубців і коефіцієнта зміщення X.

Таблиця 4.5

Значення коефіцієнтів

Еквівалентне число зубців	Коефіцієнт зміщення X
	0,7	0,5	0,3	0,1	0	-0,1	-0,3	-0,5
	Коефіцієнт YF
14	3,12	3,42	3,78
16	3,15	3,40	3,72
17	3,16	3,40	3,67	4,03	4,26
18	3,17	3,39	3,64	3,97	4,20
19	3,18	3,39	3,62	3,92	4,32	4,11
20	3,19	3,39	3,61	3,89	4,08	4,28
21	3,20	3,39	3,60	3,65	4,01	4,22
24	3,23	3,39	3,58	3,79	3,92	4,10
25	3,24	3,39	3,57	3,77	3,90	4,05	4,28
28	3,27	3,40	3,56	3,72	3,82	3,96	4,22
30	3,28	3,40	3,54	3,7	3,8	3,90	4,14
32	3,29	3,41	3,54	3,69	3,78	3,87	4,08	4,45
37	3,32	3,42	3,53	3,64	3,71	3,80	3,96	4,20
40	3,33	3,42	3,53	3,63	3,70	3,77	3,92	4,13
45	3,36	3,43	3,52	3,62	3,68	3,72	3,89	4,02
50	3,38	3,44	3,52	3,60	3,65	3,70	3,81	3,96
60	3,41	3,57	3,53	3,59	3,62	3,67	3,74	3,61
80	3.45	3,50	3,54	3,58	3,61	3,62	3,68	3,63
100	3,49	3,52	3,55	3,58	3,60	3,61	3,65	3,68

Примітка: еквівалентне число зубців визначається для циліндричного прямозубого колеса , для циліндричного косозубого –.

Допустиме згинальне напруження , при розрахунку на міцність зубців, що відповідає еквівалентному числу циклів зміни напружень, визначається за залежністю:

, (4.14)

де – допустиме напруження, при розрахунку на згинальну міцність, МПа (див. табл. 4.4);

–коефіцієнт довговічності. При необмеженому терміну служби приймають .

У звіті повинні бути наведені розрахунки потужності на швидкохідному та тихохідному валах по контактній і згинальній витривалості, їх порівняння і висновки.