Расчет зубчатых колес редуктора. Выбираем материалы для зубчатых колес

Выбираем материалы для зубчатых колес. Для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твердость НВ 230: для колеса сталь 45, термообработка – улучшение, твердость НВ 200

Допускаемое контактное напряжение для косозубых колес из указанных материалов [σ_н] = 410 МПа

Примем такой же, как и ранее, коэффициент ширины венца ψ_ba = 0,4

Коэффициент К _Hβ, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, примем по табл. 3.1[1]. Не смотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем значение этого коэффициента, как в случае несимметричного расположения колес, так как со стороны клиноременной передачи действует сила давления на ведущий вал, вызывающая его деформацию и ухудшающая контакт зубьев: K _Hβ = 1,25

Мощность на валу барабана (он же ведомый вал редуктора)

P _б = P ₂ = 2,1кВт

Найдем вращающий момент на этом валу

Т ₂ = (28)

T ₂ = = 242Н⋅м

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев

а _ω = К _а (u + 1) ⋅ (29)

a _ω = 43 (5 + 1) ⋅ = 145,6 мм

где К _а = 43 – для косозубых колес; u = 5 – принято ранее для рассматриваемого редуктора.

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185 – 66,

а _ω =160 мм

Номинальный модуль

m _n = (0,01 ÷ 0,02) а _ω (30)

m _n = (0,01 ÷ 0,02) · 160 = 1,6 ÷ 3,2 мм

Принимаем по ГОСТ 9563 – 60 m _n = 2,25

Примем предварительно угол наклона зубьев β = 10⁰

Число зубьев шестерни

Z₁ = (31)

Z₁ =

принимаем z ₁ = 23

Тогда

z ₂ = z ₁ + u (32)

z ₂ =23 ·5 =115мм

Уточняем значение угла наклона зубьев

cos β = (33)

cosβ = = 0,970

угол β= 14⁰

Основные размеры шестерни и колеса

Диаметры делительные

d ₁ = · z₁ (34)

d ₁ 23 = 53,3мм

d ₂ = · z ₂(35)

d ₂ = ·115 = 266,7мм

Проверка

a _ω = (36)

a _ω = = 160 мм

Диаметр вершин зубьев

d _a₁ = d ₁ + 2 m _n (37)

d _a1 = 53,3 + 2 · 2,25= 57,8мм

d _a2 = d ₂ + 2 m _n (38)

d _a2 = 266,7+ 2 · 2,25 = 271,2 мм

Ширина колеса

b ₂ = ψ_ba · a _ω (39)

b ₂ = 0,4 · 160 = 64 мм

Ширина шестерни

b ₁ = b ₂ + 5 (40)

b ₁ = 64 + 5 = 69 мм

Коэффициент ширины шестерни по диаметру

ψ_bd = (41)

ψ_bd = = 1,29 мм

Окружная скорость колёс

υ = (42)

υ = =1,15м/с

Степень точности передачи: для косозубых колёс при скорости до 10м/с следуетпринять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки

K _н = K _Hβ K _Ha K _Hυ (43)

По таблице 3.5[1] при ψ_bd = 1,29, твердость HB<350 и симметричном расположении колес (учет натяжения клиноременной передачи) коэффициент K _Hβ ≈ 1,18

По таблице 3.4 [1] при υ = 1,15 м/с и 8–й степени точности коэффициент

K _Ha ≈ 1,09

По таблице 3.6 [1] для косозубых колес при скорости менее 5 м/с коэффициент K _Hυ = 1,0

Таким образом,

K _н = 1,18 · 1,09 · 1,0 = 1,286

Проверяем контактные напряжения

σ_H = (44)