Проектировочный расчет зубчатых передач редуктора

В данной работе рассматривается цилиндрический одноступенчатый редуктор с косозубой зубчатой передачей. Расчетная схема редуктора показана на рисунке 1.2.
Б
Т
Б – быстроходный вал (n2=240 об/мин); Т – тихоходный вал (n3=60 об/мин)
Рисунок 1.2 – Цилиндрический редуктор
Исходными данными для проектировочного расчета редуктора являются:
- расчетная схема редуктора;
- режим работы редуктора – длительный при односменной работе;
- вид термообработки колес и твердость поверхности их зубьев (НВ350);
- силовые и кинематические параметры валов редуктора (таблица 1.1).
1.2.2 Выбор твердости, термической обработки и материала колес
Материал зубчатых колес выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к редуктору. Согласно заданию: режим работы длительный при односменной работе, твердость колес должна быть НВ350, вид термообработки – улучшение.
Согласно рекомендациям [4] для заданных вида термообработки и твердости зубчатых колес выбирается одинаковый материал колеса и шестерни: сталь 45Х ГОСТ 4543-2016.
Сталь 45Х, для которой предусматривается улучшение, имеет следующие прочностные характеристики [1, 3]:
- твердость поверхности – 240-280 HB;
- допускаемое контактное напряжение - σоНР = 650 МПа;
- допускаемое напряжение на изгиб - σоFР = 230 МПа;
9
- базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее σоНР - NHo=2,5·107;
- базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее σоFР – NFo=4·106.
1.2.3 Расчет допускаемого контактного напряжения и напряжения изгиба
Допускаемое контактное напряжение определяется по выражению
,(1.10)
где - коэффициент долговечности, определяемый по выражению [3]
, (1.11)
где NHE – эквивалентное число циклов перемены напряжений

. При постоянной нагрузке и зацеплении с одним колесом
,(1.12)
где Lh = 10000 ч - согласно заданию, полное число часов работы передачи за расчетный срок службы; n=n3 – частота вращения тихоходного вала, мин-1;
,
МПа.
Допускаемое напряжение при расчете на выносливость зубьев по изгибу определяется по выражению
, (1.13)
где - коэффициент долговечности при расчете на выносливость по изгибу, определяемый по выражению [3]
, (1.14)
где - эквивалентное число циклов перемены напряжений. При постоянной нагрузке ; mF = 6 – для улучшенных сталей [3].
Так как , то согласно [3] принимается , тогда
МПа.
10
1.2.4 Определение межосевого расстояния
Определяется межосевое расстояние из расчета на контактную выносливость зубьев [3]
(1.15)
где 195,02 Н∙м – крутящий момент на шестерне (быстроходный вал); - коэффициент, учитывающий распределения нагрузки по ширине, выбираемый по графику [3], в зависимости от ; - вспомогательный коэффициент