Червячный двухступенчатый редуктор (стр. 3 из 8)

где σН lim b = 2НВ + 70 – для ТО – улучшение или нормализация.

КНL – коэффициент долговечности работы зубчатой пары, рассчитываемый по формуле:

,

где

- базовое число циклов нагружений, принимаемое для стали - 107;

- фактическое рассчитываемое число циклов нагружений.

- коэффициент безопасности: принимается (1,1-1,2) при нормализации или улучшении материала колёс.

- коэффициент ширины колеса к межосевому расстоянию, на начальном этапе проектирования принимается 0,15-0,4. [2, c 33]

После расчёта [σН 1] для шестерни и [σН2] для колеса определяется окончательно:

[σН ]= 0,45 ([σН 1] +[σН» ] ). [2, c 35]

Проверка зубчатой передачи на выносливость по напряжениям изгиба выполняется по формуле:

,

где Ft = 2T1 /d1 = 2T2 / d2 – окружная сила на колесе,

КF = KFβ KFv - коэффициент нагрузки,

KFβ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; KFv – коэффициент динамичности, который выбирается в зависимости от окружной скорости и термообработки.

Для косозубых передач коэффициент формы зуба ΥF следует принимать по эквивалентному числу зубьев ZV = Z / Cos3β, которое учитывает повышение несущей способности косозубых передач. Коэффициент Υβ компенсирует погрешности принятой расчётной схемы: Υβ =(1-β0 ) / 140, где β0 – угол наклона делительной линии зуба.

Коэффициент KFa учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями и определяется по формуле

KFa =

,

где εа - коэффициент торцового перекрытия, n - cтепень точности.

Допускаемое напряжение изгиба рассчитывается по формуле:

[σF] = σ 0Flimb / [SF],

где, [SF] - коэффициент безопасности, а σ 0Flimb = 1,8НВ. [2, с 46]

Для изготовления колеса и шестерни возьмем Сталь 40Х, термообработка – улучшение, твердость зубьев колеса – 180НВ, а шестерни – 210НВ.

Для определения межосевого расстояния тихоходной ступени редуктора используем формулу:

,

где dБ – диаметр червячного колеса быстроходной ступени редуктора;

= - диаметр тихоходно вала; Т- вращающий

момент на валу, Нм;

=20 МПа - допускаемые напряжения при расчете тихоходного вала на кручение; -зазор между колесом быстроходной ступени и валом тихоходной передачи.

Вариант 1:

Вариант 2:

Вариант 3:

Таблица 3.1

Исходные данные для расчета на ЭВМ

№	Наименование параметра		Размерность параметра	Варианты расчёта
				1	2	3
Экран 1 (Эксплуатационные параметры)
1	Требуемый ресурс		Час	3000
2	Частота вращения быстроходного вала передачи		об/мин	44	36	40,6
3	Номинальный вращающий момент на быстроходном валу передачи		Н*м	164,7	201,3	178,5
4	Передача		-	нереверсивная
5	Вариант режима нагружения		-	8
Экран 2 (Технологические параметры)
6	Степень точности		-	7
7	Шестерня	Термообработка	-	улучшение
8		Материал	-	Сталь 40Х
9		Твёрдость поверхности зубьев	HB	280
10		Заготовка	-	прокат
11	Колесо	Термообработка	-	улучшение
12		Материал	-	Сталь 40Х
13		Твёрдость поверхности зубьев	HB	250
14		Заготовка	-	прокат
Экран 3 (Конструктивные параметры)
15	Схема передачи		-	7
16	Передаточное число		-	4,4	3,6	4,06
17	Межосевое расстояние		-	174,48	165,98	152,63
18	Ряд модулей		-	1
19	Угол наклона зуба		град	35
20	Коэффициент смещения		-	Передача без смещения

Таблица 3.2

Результаты расчета. Вариант 1

напряжения	при расчете на контактную		при расчете на изгибную
	выносливость	прочность	выносливость		прочность
			шестерня	колесо	шестерня	колесо
расчетные	700	990	230	219	460	438
допускаемые	715	1540	278	308	1040	929

МОДУЛЬ 1.500 мм МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ 174.480 мм

ЧИСЛО ЗУБЬЕВ: шестерни 27 колеса 120 ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО 4.44

УГОЛ НАКЛОНА ЗУБЬЕВ [град.мин.сек.] 34 55 58

КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ: шестерни 0.000 колеса 0.000 суммарный 0.000

ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА [мм]: шестерни 65.0 колеса 62.0

ОТНОСИТ. ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА: в долях d1 1.255 в долях aw 0.461

КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ: торцового 1.30 осевого 7.53 суммарный 8.84

CИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ [Н]: окружная 8380 радиальная 3721 осевая 5853

ДИАМЕТР ШЕСТЕРНИ [мм]: делительный 49.401 вершин 52.40 впадин 45.65

ДИАМЕТР КОЛЕСА [мм]: делительный 219.559 вершин 222.56 впадин 215.81

УСЛОВНЫЙ ОБЪЕМ КОЛЕС 1768 куб.см ОКРУЖНАЯ СКОРОСТЬ 0.11 м/с

Таблица 3.3

Результаты расчета. Вариант 2

напряжения	при расчете на контактную		при расчете на изгибную
	выносливость	прочность	выносливость		прочность
			шестерня	колесо	шестерня	колесо
расчетные	733	1037	252	242	503	484
допускаемые	752	1540	292	306	1040	929

МОДУЛЬ 3.000 мм МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ 165.980 мм

ЧИСЛО ЗУБЬЕВ: шестерни 30 колеса 106 ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО 3.53

УГОЛ НАКЛОНА ЗУБЬЕВ [град.мин.сек.] 34 58 40

КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ: шестерни 0.000 колеса 0.000 суммарный 0.000

ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА [мм]: шестерни 38.0 колеса 34.0

ОТНОСИТ. ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА: в долях d1 0.505 в долях aw 0.223

КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ: торцового 1.31 осевого 3.38 суммарный 4.68

CИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ [Н]: окружная 7612 радиальная 3381 осевая 5326

ДИАМЕТР ШЕСТЕРНИ [мм]: делительный 73.226 вершин 77.23 впадин 68.23

ДИАМЕТР КОЛЕСА [мм]: делительный 258.734 вершин 262.73 впадин 253.73

УСЛОВНЫЙ ОБЪЕМ КОЛЕС 1534 куб.см ОКРУЖНАЯ СКОРОСТЬ 0.14 м/с

Таблица 3.4

Результаты расчета. Вариант 3

напряжения	при расчете на контактную		при расчете на изгибную
	выносливость	прочность	выносливость		прочность
			шестерня	колесо	шестерня	колесо
расчетные	665	941	182	171	364	343
допускаемые	698	1540	271	305	1040	929

МОДУЛЬ 3.000 мм МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ 152.000 мм

ЧИСЛО ЗУБЬЕВ: шестерни 25 колеса 100 ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО 4.00

УГОЛ НАКЛОНА ЗУБЬЕВ [град.мин.сек.] 34 40 39

КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ: шестерни 0.000 колеса 0.000 суммарный 0.000

ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА [мм]: шестерни 44.0 колеса 40.0

ОТНОСИТ. ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА: в долях d1 0.592 в долях aw 0.237

КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ: торцового 1.30 осевого 3.26 суммарный 4.56

CИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ [Н]: окружная 6340 радиальная 2825 осевая 4476

ДИАМЕТР ШЕСТЕРНИ [мм]: делительный 60.800 вершин 64.80 впадин 55.80

ДИАМЕТР КОЛЕСА [мм]: делительный 243.200 вершин 247.20 впадин 238.20

УСЛОВНЫЙ ОБЪЕМ КОЛЕС 1287 куб.см ОКРУЖНАЯ СКОРОСТЬ 0.13 м/с

4 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ И ВЫБОР ВАРИАНТА

Сравним варианты расчета передач по основным критериям.

Таблица 4.1

Сравнительная оценка передач редуктора по вариантам

Критерии	Номер варианта расчета
	1	2	3
Выполнение условий прочности	выполняются	выполняются	выполняются
Габаритные размеры передач редуктора,LхBхH, мм	389х166,5х261	369,5х174,5х308,7	402х192х340
Условный объем зубчатых колес, см3	2306	1687	1287
Условный объем венца червячного колеса, см3	630	492	440
КПД привода	0,78	0,78	0,81
Смазываемость
Перегрев*	Есть (80,2˚С)	Нет (74,4˚С)	Нет (59˚С)

* Условие работы редуктора без перегрева: