II. Часть. Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора

2.1. Выбор материала

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками по табл.3.3.[1]:

для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость HB 230;

для колеса - сталь 45, термическая обработка – улучшение, но твердость на 30 единиц ниже – HB 200.

2.2. Допускаемые контактные напряжения формула

, 3.9.[1]

По табл.3.2.[1] для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев при HB 350 и термической обработкой (улучшением)

Принимаем ;

коэффициент безопасности .

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение 3.10. [1]

для шестерни ;

для колеса .

Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение

.

Требуемое условие выполнено.

2.3. Определяем параметры колес

Принимаем по таблице 3.1 [1] как в случае несимметричного расположения колес.

Принимаем для косозубых колес коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию стр.36.[1].

2.3.1 Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле 3.7.[1].

,

где для косозубых колес , а передаточное число ступени .

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 стр.36.[1].

2.3.2. Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

;

принимаем по ГОСТ 9563-60^* стр.36.[1].

2.3.3. Примем предварительно угол наклона зубьев

Определим число зубьев шестерни и колеса по формуле 3.16.[1]:

.

Принимаем ; тогда .

Принимаем z₃=135

2.3.4. Уточненное значение угла наклона зубьев

.

2.4. Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные:

;

.

Проверка: ;

диаметры вершин зубьев:

;

;

диаметры впадин:

;

;

ширина колеса ;

ширина шестерни .

2.5. Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

.

2.6. Окружная скорость колес и степень точности передачи

.

При такой скорости для косозубых колес следует принять 8-ю степень точности (стр.32.[1].).

2.7. Коэффициент нагрузки

.

Значения даны в табл.3.5.[1]; при , твердости и несимметричного расположения колес относительно опор .

По табл. 3.4.[1] при и 8-ой степени точности .

По табл.3.6.[1] для косозубых колес при имеем . Таким образом

.

2.8. Проверка контактных напряжений по формуле 3.6.[1]:

.

2.9. Силы, действующие в зацеплении по формулам 8.3.[1] и 8.4.[1]:

окружная

радиальная

осевая .

2.10. Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле 3.25.[1]:

.

Здесь коэффициент нагрузки (стр. 42.[1]). По табл. 3.7.[1] при , твердости и несимметричного расположения колес относительно опор . По табл.3.8.[1] . Таким образом, коэффициент ;

- коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев :

у шестерни ;

у колеса .

(стр. 42.[1]).

2.11. Допускаемое напряжение по формуле 3.24.[1]:

.

По табл.3.9.[1] для стали 45 улучшенной при твердости .

Для шестерни ; для колеса .

- коэффициент безопасности, где (по табл. 3.9.[1]),

(для поковок и штамповок). Следовательно, .

Допускаемые напряжения:

для шестерни ;

для колеса .

Находим отношения :

для шестерни ;

для колеса .

Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.

2.12. Определяем коэффициенты и :

для средних значений коэффициента торцового перекрытия и 8-й степени точности .

2.13. Проверяем прочность зуба колеса по формуле 3.25.[1]:

;

.

Условие прочности выполнено.