Расчет цилиндрических ступеней редуктора

Предлагаемый ниже алгоритм расчета применим ко всем цилиндрическим передачам в редукторе, однако при наличии нескольких ступеней (цилиндрических или конических) рекомендуется начинать расчет с тихоходной цилиндрической ступени.

2.2.1 Исходные данные расчета:

– частота вращения шестерни, об/мин;

– частота вращения колеса, об/мин;

– вращающий момент на валу шестерни, Н×м;

– вращающий момент на валу колеса, Н×м;

– передаточное число рассчитываемой ступени.

2.2.2 Проектировочный расчет имеет целью определение главного параметра передачи – межосевого расстояния. Для соосных редукторов, ввиду одинакового расстояния между осями колес обеих ступеней, межосевое расстояние определяют только для тихоходной ступени, а для быстроходной принимают это же значение.

Расчет ведут по условию контактной выносливости зубьев в следующей последовательности:

С целью назначения степени точности передачи вычисляют предварительное значение межосевого расстояния , мм:

,

где коэффициент принимают по табл. 6

Таблица 6

Твердость поверхности зубьев колес	H1 £ 350 HB H2 £ 350 HB	H1 ³ 45 HRC H2 £ 350 HB	H1 ³ 45 HRC H2 ³ 45 HRC
Коэффициент

Вычисляют ориентировочное значение окружной скорости , м/с:

.

По табл. 7 назначают степень точности передачи.

Таблица 7

Степень точности по ГОСТ 1643–81	Окружная скорость , м/с
прямозубых	непрямозубых
цилиндри-ческих	коничес-ких	цилиндри-ческих	коничес-ких
6 (передачи повышенной точности)	£ 20	£ 12	£ 30	£ 20
7 (передачи нормальной точности)	£ 12	£ 8	£ 20	£ 10
8 (передачи пониженной точности)	£ 6	£ 4	£ 10	£ 7
9 (передачи низкой точности)	£ 2	£ 1,5	£ 4	£ 3

Находят уточненное значение межосевого расстояния:

, (11)

где 410 МПа^1/3 для косозубых или шевронных колес; 450 МПа^1/3 для прямозубых колес;

– расчетное допускаемое контактное напряжение
зубчатой пары, МПа;

– коэффициент ширины колеса по межосевому
расстоянию;

– коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки между зубьями;

– коэффициент концентрации нагрузки, учитываю-
щий неравномерность распределения нагрузки по длине
зубьев;

– коэффициент динамической нагрузки, учитывающий
динамику работы передачи.

Коэффициент ширины , определяемый как отношение ширины зубчатого венца колеса к межосевому расстоянию, стандартизован. Его значения принимают в зависимости от положения колес относительно опор:

- при симметричном расположении – 0,315; 0,4; 0,5;

- при несимметричном расположении – 0,25; 0,315; 0,4;

- при консольном расположении – 0,2; 0,25.

Меньшие значения назначают для передач с поверхностной твердостью зубьев 45 HRC. Также рекомендуется при нескольких передачах в редукторе для быстроходных передач брать коэффициент на ступень ниже, чем для тихоходных.

Для прямозубых передач можно принять коэффициент 1. Для косозубых передач его вычисляют по формуле

,

где – степень точности передачи по табл. 7. Константы и выбирают из табл. 8.

Таблица 8

Твердость на поверхности зубьев колеса (2)		при , м/с
200 НВ	0,06	0,19	0,20	0,22	0,27	0,32	0,54
250 НВ	0,06	0,26	0,28	0,32	0,39	0,45	0,67
300 НВ	0,06	0,35	0,37	0,41	0,50	0,58	0,87
350 НВ	0,06	0,45	0,46	0,53	0,64	0,73	1,00
43 HRC	0,12	0,53	0,57	0,63	0,78	0,91	1,00
47 HRC	0,12	0,63	0,70	0,78	0,98	1,00	1,00
51 HRC	0,12	0,71	0,90	1,00	1,00	1,00	1,00
60 HRC	0,12	0,80	0,90	1,00	1,00	1,00	1,00

Коэффициент динамической нагрузки назначают по табл. 9. Значения в числителе берут для прямозубых передач, значения в знаменателе – для косозубых.

Таблица 9

Степень точности по ГОСТ 1643–81	Твердость на поверхности зубьев колеса (2)	Значения при , м/с
6 (для цилиндрич.)	> 350 HB
£ 350 HB
7 (для цилиндрич.) 6 (для конических прямозубых)	> 350 HB
£ 350 HB
8 (для цилиндрич.) 7 (для конических прямозубых)	> 350 HB
£ 350 HB
9 (для цилиндрич.) 8 (для конических прямозубых)	> 350 HB
£ 350 HB

Для определения коэффициента концентрации нагрузки вначале вычисляют коэффициент ширины колеса по диаметру шестерни:

.

Затем по рис. 4 выбирают номер схемы передачи, в наибольшей мере соответствующей рассматриваемому случаю. Номер схемы (I, II, III, ...) определяет ту ветвь графика на рис. 5, по которой в зависимости от принимают значение .

Рис. 4. Типовые схемы расположения колес относительно опор

Рис. 5

Найденное по формуле (11) значение межосевого расстояния округляют в большую сторону:

- для учебных проектов или для малых производственных серий – до ближайшего, кратного пяти;

- при крупносерийном производстве – в соответствии с рядом по ГОСТ 2185–66, 2144–76, 24386–91: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224/225 (значение в числителе – для межосевого расстояния, в знаменателе – для высоты оси), 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 мм.

2.2.3 Основные геометрические параметры зубчатой пары определяют в следующей последовательности:

Модуль зубьев выбирают из табл. 10 в границах интервала

при поверхностной твердости зубьев и менее 350 НВ. Для более твердых колес модуль берут из интервала

.

Таблица 10

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: