6.1 Пример расчета

Произведем разбивку U_общ = 16,06, полученное в пункте 5.1, между ступенями привода: зубчатой и цепной передачами. Зададимся стандартным значением u_зп = 5,0 из рекомендуемого интервала (таблица 3). Тогда передаточное число цепной передачи будет равно по формуле (9)

u_цп = U_общ / u_зп = 16,06 / 5,0 = 3,212 .

Полученное значение u_цп попадает в рекомендуемый интервал (таблица 3). Если не попадает, то выбирают другое значение передаточного числа зубчатой передачи u_зп. Окончательно имеем u_зп = 5,0; u_цп = 3,212 .

Рассчитаем номинальные частоты вращения валов привода (в соответствии с формулами 14 и 17):

– вал электродвигателя

n₁ = n_ном = 1445 мин^-1;

– входной вал редуктора (ведущий вал зубчатой передачи)

n₂ = n₁ = 1445 мин^-1;

– выходной вал редуктора (ведомый вал зубчатой передачи, ведущий вал цепной передачи)

n₃ = n₂ / u_зп = 1445 / 5,0 = 289 мин^-1;

– приводной вал рабочей машины

n₄ = n₃ / u_цп = 289 / 3,212 = 90 мин^-1.

Рассчитаем номинальные вращающие моменты на валах привода (в соответствии с формулами 16 и 20):

– вал электродвигателя

– входной вал редуктора

– выходной вал редуктора

– приводной вал рабочей машины

7 Расчет зубчатой цилиндрической передачи По заданию на курсовую работу необходимо спроектировать зубчатую цилиндрическую прямозубую передачу редуктора для привода общего назначения.

В настоящее время при индивидуальном и мелкосерийном производстве цилиндрические прямозубые колеса закрытых передач изготавливают из сталей 40, 45, 40Х, а для упрочнения материала проводят термическую обработку: нормализацию, улучшение, закалку [3]. Твердость материала колес меньше или равна 350 НВ (по шкале Бринелля), что обеспечивает чистовое нарезание зубьев после термообработки, высокую точность изготовления и хорошую прирабатываемость зубьев. Меньшее колесо в паре называют шестерней (при расчетах её параметрам присваивается индекс 1), а колесу присваивается индекс – 2. Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твердость шестерни НВ₁ назначается больше твердости колеса НВ₂ на 20…50 единиц [3].

При работе передачи зубья испытывают контактные _H и изгибные _F напряжения. Расчет закрытой цилиндрической прямозубой передачи в курсовой работе проводится только по контактным напряжениям, так как большая статистика расчетов этих передач при средних режимах нагружения и длительном режиме эксплуатации показывает, что при обеспечении контактной прочности изгибная прочность выполняется. При условиях работы передачи, отличных от заданий на курсовую работу, можно воспользоваться источником [4]. В качестве исходных данных для расчета зубчатой передачи в курсовой работе можно принять материалы и механические характеристики шестерни и колеса, приведенные в таблице 5 [2].

Таблица 5 – Материалы колес и их механические характеристики

Характеристики	Шестерня	Колесо
Марка стали	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71	Сталь 45 ГОСТ1050-88
Метод получения заготовки	Поковка	Поковка
Термическая обработка	Улучшение	Улучшение
Интервал твердости, НВ	269…302	235…262
Средняя твердость, НВср	285,5	248,5
Предел текучести, Т, Мпа	750	540
Предел прочности, В, Мпа	900	780
Допускаемое контактное напряжение: шестерни – [Н1], колеса – [ Н2], МПа	583	515
Максимально допускаемое напряжение при перегрузках [ Н мах], МПа	2100	1512

Средняя твердость поверхности зуба по Бринеллю

. (21)

Допускаемые контактные напряжения при номинальной нагрузке

[ _Н] и при перегрузках [ _{Н мах}] рассчитаны по [4].

Дальнейшую методику расчета зубчатой цилиндрической прямозубой передачи проследим на рассматриваемом примере.