Расчёт геометрических параметров зубчатой передачи
α - показывает какую часть определенный момент составляет от максимального;
α n = Mn / Mmax ;
k – доля времени в течении которого проявляется крутящий момент;
K n = t n / T;
Построение графика режима нагрузки
Характер изменения нагрузки во времени
График режима – это характер изменения нагрузки во времени.
Физический смысл графика отображает время, в течение которого конструкция испытывает те или иные нагрузки.
M
0.55
0.45 0.55 T
Выбор материала для шестерни и колеса
НВ шестерни должна быть на 25-30 единиц выше твёрдости колеса, т.к. каждый зуб шестерни работает в «n» раз больше чем каждый зуб колеса.
В качестве материала для колёс выбираем углеродистую конструкционную сталь.
Механические характеристики Ст.40Х
| Св-ва | Ш | К |
| σ в, МПА | ||
| σ Т, МПА | ||
| НВ | ||
| Т/О | нормали | зация |
Определение допустимого контактного напряжения
[σ]= σ пред /S;
σ пред - напряжение, при котором уже происходят разрушения в хрупких материалах или возникновения пластических деформаций в пластических материалах.
S – коэффициент запаса прочности;
Определение эквивалентного числа циклов изменения
N E - эквивалентное число цикла, во время которого при действии постоянной максимальной нагрузки достигается тот же эффект, что и при действии переменной нагрузки, в течение фактического числа циклов.
N E.Ш =60*n 1 *T*(α1^3*k1 + α2^3*k2 + α3^3*k3 ) = 60* 1500* -*13000* (1^3*0,45 + 0^3*0 + 0,55^3*0,55) = 63,3*107
N E.К= N E.Ш /U редст.= 63,3*107/4=15,8*107
Определение числа циклов напряжений до перегиба кривой усталости
N0i=30*HBi^2,4
N0Ш=30*257^2,4= 1,8*107
N0К=30*215^2,4= 1,2*107
Допустимые контактные напряжения при длительной работе
σ НРi= (σОН*ZR)/ n * 
, где n=1,1 –коэфф.безопасности
σ ОНi= 2*НВ i +70 [МПа]
σОН – предел выносливости поверхностных слоёв зубьев передач.
ZR=1, коэфф. учитывающий шероховатость поверхности.
N Ei> N0i => 
=1
σ ОН.Ш=2*257+70=584 МПа
σ ОН.К=2*215+70=500 МПа
σ НР.Ш = ((584*1)/ 1,1)*1= 530,9
σ НР.К = ((500*1)/ 1,1)*1= 454,5
σ НР.сред = 
= 492,7
4. Определение межосевого расстояния
aw= (Uредст+1) 
= = (4+1) 
w=80 мм
Где,
Zk=0,8- коэф-т, учитывающий работу косозубых передач.
K 
н=1,1- коэф-т неравномерности распределения нагрузки между зубьями возникающий в результате ошибки при изготовлении колёс.
K=1,3-коэф-т дополнительной нагрузки от 1,3-1,5 для симметричного расположения колёс.
=0,4-0,5- коэф-т ширины зуба колеса, выбирается в зависимости от положения колёс, относительно опор.
5. Определение типа передачи по скорости
V = 
= 
= 2,5 м/с
V до 3 м/с => прямозубая передача
Недостатки: при больших скоростях начинается ступ, смещение удара.
6. Определение основных геометрических параметров передач
6.1 Модуль зацепления - в качестве основного параметра зубчатого зацепления принят модуль зубьев m n – величина пропорциональная шагу (p) по делительному цилиндру
mn = 
26.6 mn стд.= 2
6.2 Расчёт величины зубчатых колёс
Шестерня изготавливается на 3-5мм больше чем колесо, для компенсации неточностей возникающих при изготовлении и сборке, экономия материала.
b2= aw* 
= 80 * 0,4 = 32 мм
b1= b2 + 5 = 37 мм
6.3 Определение числа зубьев колёс
Z 
= 
= 80
mn - модуль должен быть минимальным, т.к. с его увеличением растут наружные диаметры заготовок и их масса, возрастает трудоёмкость обработки, потери на трение. Но, для силовых передач, значение модуля не рекомендуется принимать <1, из-за возможности значительного понижения несущей способности.
Z1= 
= 
= 16
Z2= Z∑ - Z1 = 80 - 16 = 64
Уточним фактическое передаточное число, U’ не должно отличаться от Uстд. Более чем на 2,5%
U’= 
= 64/16=4
U= 
*100% = 
*100% = 0 %
6.4 Определение диаметров окружности зубчатых колёс
d1= m*Z1 = 2*16 = 32 мм; d2 = m*Z2 = 2* 64 = 128 мм;
Проверка
aw = 
= 
80
Вывод: В первом домашнем задании, мы узнали, что такое редуктор, его назначение, как он работает. Также мы выполняли расчета кинематических и силовых параметров двигателя и по приведенным расчетам определили марку электродвигателя.
Во втором домашнем задании, мы научились делать расчет геометрических параметров зубчатой передачи, строить график режима нагрузки, определять межосевое расстояние и типа передач по скорости. Также мы узнали, что такое модуль зацепления, как определять основные геометрические параметры передач и число зубьев колес.