Рассчитать одноступенчатый цилиндрический редуктор

1. Определение кинематических и силовых параметров редуктора
Р1 = 14,0 кВт (задано), ω1 = π·n1/30 = 3,14·960/30 = 100,5 рад/с (задано через n1),
Т1 = Р1/ω1 = 14,0·103/100,5 = 139,3 Н·м.
Р2 = Р1·ηзп·η2пк = 14,0·0,97·0,992 = 13,3 кВт, здесь ηзп = 0,97 - кпд закрытой цилиндрической передачи, ηпк = 0,99 - кпд пары подшипников качения.
n2 = n1/i = 960/4 = 240 об/мин; ω2 = ω1/i = 100,5/4 = 25,1 рад/с.
Т2 = Р2/ω2 = 13,3·103/25,1 = 529,4 Н·м.
2. Выбор твердости колес
По таблице 3.2[1], принимаем твердость зубчатых колес с учетом их заданной термообработки: шестерня - НВ 269…302, НВ1ср = (269 + 302)/2 = 285,5;
колесо: НВ 179…207, НВ2ср = (179 + 207)/2 = 193.
Разность твердостей составляет: НВ1ср - НВ2ср = 285,5 - 193 = 92,5 > 70, что приводит к дополнительному уменьшению габаритов редуктора (с.54 [1]).
3. Определение допускаемых напряжений
При базовом числе циклов перемены напряжений по табл.3.1[1] :
3.1) контактных: [σH0] = 1,8·НВср + 67
a) шестерня - [σH01] = 1,8·285,5 + 67 = 580,9 МПа (Н/мм2)
б) колеса - [σH02] = 1,8·193 + 67 = 414,4 МПа (Н/мм2)
3.2) изгибных : [σF0] = 1,08·НВср
a) шестерня - [σF01] = 1,08·285,5 = 308,3 МПа,
б) колеса - [σF02] = 1,08·193 = 208,4 Мпа.
Так как по условию задачи срок службы неограничен, то коэффициенты долговечности можно принять: КНL1 = КНL2 = КFL1 = КFL2 = 1,0, а допускаемые напряжения для проектного расчета:
[σH] = КНL2·[σH02] = 1,0·414,4 = 414,4 МПа,
[σF] = КFL2·[σF02] = 1,0·208,4 = 208,4 МПа .
4. Определение межосевого расстояния
Главный параметр передачи определяем по формуле:
аw ≥ Ka·(i +1)·( Т2·103· KHβ/(ψa·i2·[σH]2)1/3, где Ka= 49,5 - вспомогательный коэффициент для прямозубых передач, ψa= b2/аw - коэффициент ширины венца колеса, равный 0,28…0,32 для шестерни, расположенной симметрично относительно опор,
принимаем среднее значение ψa= 0,30. KHβ - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся колес KHβ = 1.
аw ≥ 49,5·(4+1)·( 529,4·103·1,0/(0,3·42·414,42)1/3 = 213,5 мм, округляем до ближайшего большего нормального линейного размера по ГОСТ6636-69, аw = 220,мм.
5. Ориентировочное определение модуля зубчатых колес
Который определяем по формуле:
m ≥ 2· Km·Т2·103/(d2·b2·[σF]), где b2 = ψa·аw = 0,3·220 = 66,0 мм,
d2 = 2·аw·i/(i + 1) =2·220·4/(4+1) = 352,0 мм - делительный диаметр колеса.
Для прямозубых колес Km = 6,8, с.59[1]
m ≥ 2·6,8·529,4·103/(352,0·66,0·208,4) = 1,49 мм, принимаем стандартное значение модуля равное m = 2,0мм.
6