Исходные данные.
Окружное усилие на тягловых звездочках
Окружная скорость звездочек
Шаг тяговых цепей
Число зубьев звездочек
Расчет и конструирование.
Выбор электродвигателя.
КПД звеньев передачи:
КПД
муфты
КПД
зубчатой пары
КПД
подшипников
КПД
цепной передачи
Общий КПД привода:
Требуемая мощность электродвигателя:
Выбираем
двигатель АОС2-32-6 со скоростью вращения
вала
и мощность
Кинематический расчет
Окружная скорость звездочек:
Выразим из этого выражения частоту вращения тихоходного вала:
Принимаем общее передаточное отношение редуктора равное:
Принимаем
Расчет зубчатых передач редуктора:
Разбиваем передаточные отношения редуктора по ступеням:
Быстроходная ступень
(Согласно ГОСТ 2185-66)Тихоходная ступень
(Выбираем нестандартное значение
отношение, так как стандартное не может
обеспечить необходимое передаточное
отношение).
Частоты вращения валов:
Ведущий (быстроходный) вал
Промежуточный вал
Ведомый (тихоходный) вал:
Угловые скорости валов:
Ведущий вал
Промежуточный вал
Ведомый вал
Быстроходную передачу принимаем косозубой. Тихоходную – прямозубой.
Выбор материалов передач.
Материал для шестерни выбираем исходя из желания получить максимально компактный редуктор:
Выбираем сталь с повышенными механическими свойствами:
Таблица1.
Характеристики материала колес.
|
Шестерни
|
Колеса
|
Марка стали |
40Х |
40Х |
Термообработка |
Улучшение |
Нормализация |
Предел
прочности
|
|
|
Предел текучести |
|
|
Твердость HB |
|
|
и
и
Пределы выносливости при симметричном цикле изгиба для материала шестерен:
В
качестве расчетного значения принимаем
.
Для
материала колес:
Принимаем
.
Допустимые
напряжения изгиба для зубьев шестерен,
принимая
:
для
зубьев колес, принимая
:
Допустимые
контактные напряжения для колес
при коэффициенте режима
:
Вращающие моменты на валах редуктора:
Быстроходный вал:
Промежуточный вал:
Тихоходный вал:
Расчет тихоходной ступени.
Определим межосевое расстояние из условия контактной прочности зубьев.
Из
условия сносности
.
Расчет начинаем с тихоходной ступени, так как она более нагружена. Межосевое расстояние определим по формуле:
где:
приняв
предварительно
,
получим:
коэффициент
ширины;
прямозубое
колесо.
Подставляя значения, получим:
Принимаем
по ГОСТу 2185-66
Число зубьев и модуль зацепления.
Модуль:
Принимаем
Число зубьев шестерни:
Принимаем
.
Число
зубьев колеса:
Принимаем
Проверка по межосевому расстоянию:
Основные размеры зубчатой пары:
Окружная скорость колеса:
Назначаем 9-ю степень точности изготовления зубьев зубчатых колес тихоходной пары.
Уточняем коэффициент нагрузки:
При
и несимметричном расположении колес
принимаем
при
и 9-й степени точности
Проверим расчетные контактные напряжения при принятых размерах передачи и уточненной величине коэффициента нагрузки:
где:
После подстановки имеем:
Перенапряжение составляет:
Знак «-» говорит о том, что перенапряжение отсутствует, а запас по контактным напряжениям составляет 0,24%, что означает практическое равенство допустимых напряжений расчетным.
Силы действующие в зацеплении:
Окружное усилие:
Радиальное усилие
Проверяем прочность зубьев по напряжениям изгиба.
Коэффициенты формы зубьев:
Для
шестерни
;
Для
колеса
Производим сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса:
Для шестерни:
Для колеса:
Дальнейший расчет ведем по зубу шестерни как менее прочному.
