Частота вращения Вала колеса быстроходной ступени Момент на приводном валу (на выходе)

где Ff - окружная сила на барабане или тяговой звездочке (см, рис. 1.1); Dg - диаметр барабана; Озв=гзвРзв/зх - диаметр тяговой звездочки. MoMCHf на валу колеса тихоходной ступени редуктора

721 = 7вых/[ЛцИц(ЛрИр)]. где Пц, t]p, Иц, «р - КПД и передаточное число цепной или ременной передачи.

При отсутствии этих передач в схеме привода ТТы. Вращающий момент на валу колеса быстроходной ступени редуктора

где т}з - КПД зубчатой передачи тихоходной ступени редуктора.

Глава S

РАСЧЕТЫ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

После определения вращающих моментов на валах колес тихоходной и быстроходной ступеней выполняют основные проектные расчеты передач.

§ I. РАСЧЕТЫ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Исходными данными для расчета являются: вращающий момент на колесе Т-, Н -м; передаточное число и; схема передачи, срок службы /.д, ч, и требования к размерам передачи.

Этапы расчета, общие для цилиндрических и конических передач

1. Выбор материала и те1»(ической обработки. Материалы для изготовления зубчатых колес подбирают по табл. 2.1. Для повышения механических характеристик материалы колес подвергают термической обработке. В зависимости от условий эксплуатации и требований к габаритным размерам передачи применяют следующие материалы и варианты термической обработки (Т.О.):

I - марки сталей, одинаковые для колеса н шестерни: 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ, 45ХЦ. Т.О. колеса - улучшение. НВ235. . .262. Т.О. шестерни - улучшение. НВ269. . .302;

П - марки сталей, одинаковые для колеса и шестерни: 40Х, 40ХН, 35ХМ и 45ХЦ. Т.О. колеса -улучшение. НВ269.. .302. Т.О. шестерни - улучшение и закалка ТВЧ. HRC45. . .50, 48, . .53, 50. . .56 (зависит от марки стали);

П1 - марки сталей, одинаковые для колеса и шестерни: 40Х, 40ХН 35ХМ и 45ХЦ. Т.О. колеса и шестерни - улучшение и закалка ТВЧ. HROtS. . .50, 48. . .53 или 50. . .56 зависит от марки стали;

IV -марки сталей для колеса: 40Х, 40ХН, 35ХМ и 45ХЦ. Т.О. колеса - улучшение и закалка ТВЧ. HRC45. . .50, 48. . .53 или 50. . . 56 (зависит от марки стали).

Таблица 2.1

Марки сталей для шестерни: 20Х, 20ХНМ, 18ХГТ, 12ХНЗА, 25ХГНМ. Т.О. шестерни-улучшение,цементация изакалка.НКСбб. .. 63;

V - марки сталей, одинаковые для колеса и [кестерни: 20Х, 20ХНМ, 18ХГТ, 12ХНЗА, 25ХГНМ. Т.О. колеса и шестерни одинаковые - улучшение, цементация и закалка. HRC56. . .63.

Применяют также нитроцементацию и азотирование, при которых образуется тонкий поверхностный упрочненный слой. Зубья колес после такой химико-термической обработки незначительно искажают геометрическую форму и не требуют шлифования.

Чем вьш1е твердость рабочей поверхности зубьев, тем выше допускаемые контактные напряжения и тем меньше размеры передачи. Поэтому для редукторов, к размерам которых не предъявляют высоких требований, следует применять дешевые марки стали типа 45 и 40Х с термообработкой по варианту I или И.

2. Допускаемые напряжения. Определяют допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба отдельно для колеса 1о]д2 и [а]р2 и шестерни Mhi и по формулам

Здесь

6 /-д[-

HL = у ~ коэффициент долговечности при расчете по кон-

тактным напряжениям, Khl, при Т.О. колеса - улучшение, /Сд,1,8 при Т.О. колеса - закалка /Ся/:=1.0 при NN„4",

КР1= у --коэффициент долговечности при расчете по изгибу,

Кр[ 2,08 при Т.О. колеса - улучшение, /С/7<1,63 при Т.О. колеса - закалка, Кр[ =1 при iV410«;

-[п1яо и [n]fo - допускаемые напряжения, соответствующие числу

N„g,MMff. циклов

60 50

30 Z5 20

wo 200 JOO Ш 500 бООНВса 37 SZ S6. бОтСср

Рис. 2.1

циклов перемены напряжений N„o4Np,=4-W; N- действительное число циклов перемены напряжений для колеса Л2=573WjLh, для шестерни Л1=Лг -и, где (йа - угловая скорость колеса, рад/с; -время работы передачи;

т - показатель степени в уравнении кривой усталости, при /п=6дляТ.О.- улучшение, при т=9 для Т.О.- закалка.

Значения [ст1яо и [о] МПа; 1 МПа= 10« Па принимают по табл. 2.2; Ло - число циклов перемены

напряжений принимают по графику (рис. 2.1) по средней твердости НВр или HRQp.

Значения [ct]o и 1о]р определяют по средней из двух предельных твердостей, данных в вариантах термообработки и в табл. 2.1,

При расчете зубчатых передач цилиндрических косозубых, шевронных и конических с круговым зубом в расчетную формулу подставляют при И варианте Т. О. среднее допускаемое контактн(?в напряжение

[а]я = 0,45([а]я1 + [пЫ.

Это напряжение не должно превышать:

для цилиндрических косозубых и шевронных колес 1,23 [ст],; для конических колес 1,15 [crja-

При I, П1, IV и V вариантах термообработки, а также для прямозубых цилиндрических и конических колес в расчетную формулу вместо lo]fi подставляют меньшее из [nli и [а]я2.

Этапы расчета для цилиндрических зубчатых передач

3. Межосевое расстояние. Межосевое расстояние подсчитывают по формуле

КнвТ,

[ofH