Рисунок 4 - Кинематическая схема конической пары в 1-й ступени редуктора
§1. Определение угловых скоростей
n1=10 000 об/мин;
об/мин (далее подлежит уточнению).§2. Определение крутящих моментов (исходя из полной номинальной загрузки двигателя)
кГмм = Нмм; кГмм = Нмм.§3. Подбор материала и термообработки зубчатых колес
Твердость зубьев шестерен для сближения долговечности шестерни и колеса рекомендуется назначать выше твердости зубьев колес.
Обычно
.Выбираем материал с высоким пределом выносливости, достаточной твердостью и хорошей ударной вязкостью (
кГм/см2).С целью сохранения последней у малых зубьев желательно ограничить твердость HB<400, поскольку применение здесь поверхностей закалки затруднительно.
Этим требованиям удовлетворяет сталь 18ХНВА с соответствующей термообработкой [I] (см. табл. 1).
Таблица 1
Заготовка колес – из проката или штамповки.
§4. Определение числа циклов изменения напряжений зубьев за расчетную долговечность
циклов, где a – число зацеплений, проходимых зубом одной и той же
стороной
профиля за 1 оборот;
n – число оборотов в минуту;
tp – расчетная длительность нагружения детали в минутах за
один цикл
эксплуатационной нагрузки.
1. По контактным напряжениям.
При выпуске и уборке закрылков в воздухе в механизме данной схемы работают разные стороны профилей зубьев, поэтому при tp =t°=0.5 мин , a=1 и Nц.н=800 находим:
для ведущих зубьев
циклов;для ведомых зубьев
циклов.2. По изгибным напряжениям.
Здесь нужно провести проверку дважды: при r=0 и
мин. циклов; циклов; при r=-0.5 (реверс момента) соответственно числу реверсов
циклов.§5. Определение допускаемых контактных напряжений для зубьев [I]
Их величины являются функцией твердости и числа циклов напряжения и ограничиваются верхним и нижним пределами :
кГ/мм2; кГ/мм2.Из следующей записи условия:
, где Np (по §4, п.1) после числовых подстановок:
для шестерни
, получаем 68<125<132.
Значит,
кГ/мм2 = 1294 Н/мм2;для колеса
, получаем 68<137>133.
Значит,
кГ/мм2 =1343 Н/мм2.Для расчета принимаем меньшее в паре
кГ/мм2 = 1303 Н/мм2.§6. Предварительный подбор степени точности зацепления
В зубчатых передачах авиационных приборов наиболее распространены 5-я, 6-я, 7-я и 8-я степени точности зацепления в зависимости от окружной скорости и погонной нагрузки на зуб, а значит, и от твердости.
При НВmin в паре =310 можно принимать 7-ю степень точности [I], но, учитывая значительную ожидаемую скорость (n1=10 000 об/мин), задаемся
6-й повышенной степенью точности.
§7. Выбор относительной ширины зубчатых венцов
В узлах авиационных агрегатов обычно применяются зубчатые пары узкого типа как менее чувствительные к приборам валов и сниженной жесткости облегченных корпусов. При малой мощности (1ч5 квт) обычно ψL≤0,2[I]. Предварительно принимаем ψL=0,16.
§8. Выбор формы зуба в плане
Ввиду значительной ожидаемой скорости задаемся косым зубом с углом скоса по условию [I]
.
При ψL=0,16 имеем
. Принимаем
; .§9. Определение поправочных коэффициентов, влияющих на расчетную величину погонной нагрузки
1. Неравномерность распределения погонной нагрузки по длине зубьев учитывается коэффициентом концентрации
[I] , где К=1,2 – для косозубых колес;
=0,45 – для несимметрично расположенного колеса по отношению к опорам и консольно сидящей шестерни;
Соб=1 – при ободе с тонким диском.
Подставляя числовые значения, получаем
.2. Дополнительные динамические нагрузки на зубья в зависимости от окружной скорости, твердости и степени точности, возникающие как следствие погрешностей изготовления зубьев по основному шагу, учитывает скоростной коэффициент [I]
,