Расчет второй ступени редуктора

 

Исходные данные: U₂ = 4,39; Т₃ = 4080 Н·м; n₃ = 4,68 об/мин.

Межосевое расстояние из условия контактной прочности зубьев:

 

α₂ = К_α(U₂ + 1)  = 495 · (4,39 + 1)  = 309 мм.

 

К_α = 495 – для прямозубых передач, [3].

К_Нβ = 1 – при постоянной нагрузке.

 

Принимаем α₂ = 315 мм.

 

m = (0,01-0,02) α₂ = 3,15-6,3 мм, принимаем m = 4 мм.

z₁ = 2α₂ / m(U₂ + 1) = 2 · 315 / 4 · (4,39 + 1) = 29

z₂ = z₁U₂ = 29 · 4,39 = 127

 

d₁ = m z₁ = 4 · 29 = 116 мм

d_a1 = d₁ + 2m = 116 + 2 · 4 = 124 мм

d_t1 = d₁ – 2,5m = 116 – 2,5 · 4 = 106 мм

d₂ = m z₂ = 4 · 127 = 508 мм

d_a2 = d₂ + 2m = 508 + 2 · 4 = 516 мм

d_t2 = d₂ – 2,5m = 508 – 2,5 · 4 = 498 мм

b₂ = ψ_ва · α₂ = 0,315 · 315 = 100 мм

b₁ = b₂ + 5 = 100 + 5 = 105 мм

 

Коэффициент формы зуба: у_F1 = 4,07, у_F2 = 3,6 [2].

 

Усилия в зацеплении:

окружное: F_t1 = F_t2 = 2Т₂ / d₁ = 2 · 958,1 / 0,116 = 16518 H

радиальное: F_r1 = F_r2 = F_t1 · tgα = 16518 · tg 20° = 6012 H

 

[σ_F1] / у_F1 = 294 / 4,07 = 72 МПа; [σ_F2] / у_F2 = 256 / 3,6 = 71 МПа

71<72 – следовательно, расчет на изгиб ведем по зубьям колеса.

 

Коэффициент нагрузки:

 

К_F = К_Fβ · K_FV = 1,04 · 1,25 = 1,3

К_Fβ = 1,04 [1], K_FV = 1,25 [1].

 

Напряжение изгиба в зубьях колеса:

 

σ_F2 = F_t2 · К_F · у_F2 / b₂ · m = 16518 · 1,3 · 3,6 / 100 · 4 = 193 МПа<[σ]_F2 = 256 МПа

 

Прочность зубьев по изгибу обеспечена.

Напряжение изгиба при перегрузке:

 

σ_Fmax = σ_F · Т_max / Т_ном = 193 · 2,2 = 424 < [σ_Fmax] = 681 МПа

 

Проверочный расчет зубьев по контактному напряжению:

 

σ_Н = = = 580 МПа < [σ]_Н=657 МПа

 

К_Н = К_Нα· К_Нβ · К_НV = 1 · 1 · 1,05 = 1,05

К_Нα = 1 [2]; К_Нβ = 1 [2]; К_НV = 1,05 [2].

 

Проверка контактных напряжений при перегрузке:

 

σ_max = σ_Н ·  = 580 ·  = 860 МПа < [σ]_Hmax = 1792 МПа

 

Окружная скорость в зацеплении:

 

V₂ =  = 3,14 · 0,116 · 20,55 / 60 = 0,12 м/с

 

Назначим 8 степень точности изготовления зубьев, [2].

 

Основные размеры корпуса и крышки редуктора

 

Толщина стенок:

 

δ = 0,025α₂ + 3 = 0,025 · 315 + 3 = 11 мм

δ₁ = 0,02α₂ + 3 = 0,02 · 315 + 3 = 9 мм

 

Принимаем: δ = δ₁ = 11 мм

Толщина поясов стыка: b = b₁ = 1,5δ = 1,5 · 11 = 16 мм

Толщина бобышки крепления на раму:

 

p = 2,35δ = 2,35 · 11 = 26 мм

Диаметры болтов:

 

d₁ = 0,03α₂ + 12 = 0,03 · 315 + 12 = 22 мм – М22

d₂ = 0,75d₁ = 0,75 · 22 = 16,5 мм – М16

d₃ = 0,6d₁ = 0,6 · 22 = 13,2 мм – М14

d₄ = 0,5d₁ = 0,5 · 22 = 11 мм – М12