Разбиение общего передаточного отношения по ступеням

Согласно условию ТЗ проектирование будет осуществляться по критерию …. При расчёте по критерию равнопрочности колёс число ступеней будет вычисляться по формуле:

(2.3)

где n — число ступеней;

i_о — общее передаточное отношение цепи.

 

…

Передаточное отношение для ступеней определяется выражениями:

(2.4)

где n — число ступеней;

i_о — общее передаточное отношение цепи.

…

 

Передаточные отношения ступеней сведены в таблицу 3

Таблица 3. Передаточные отношения

ii12	Ii34	Ii56	I…

 

Определение чисел зубьев зубчатых колес

Пусть число зубьев шестерни z_ш = … [..].

Число зубьев колеса рассчитывается по формуле:

(2.5)

где z_к — число зубьев колеса;

z_ш — число зубьев шестерни;

i_j  —передаточное отношение одной ступени.

Учитывая рекомендованный ряд, назначаем количества зубьев колес и шестерен:

Таблица 4. Числа зубьев колес редуктора

№ колеса	1	2	3	4	5	6	…	…
№ элементарной передачи	I		II		III		…
Число зубьев

 

Уточним значения передаточных отношений:

Таблица 5. Уточненные передаточные отношения

i12	i34	i56	i78
…	…	…	…

 

…

 

Тогда действительное значение передаточного отношения будет отличаться от расчётного на:

(2.6)

где Δi — отличие действительного передаточного отношения от расчётного;

i_д — действительное передаточное отношение;

i_о — общее передаточное отношение цепи.

Действительное передаточное отношение рассчитывается по формуле:

(2.7)

 

…

По […] такое отклонение допустимо. В таком случае можно считать выбранные значения чисел зубьев колеса и шестерни подходящими.

Кинематическая схема приведена на рисунке:

 

…

 

 

Силовой расчёт

Целью силового расчёта является определение возникающих в каждой передаче моментов.

Моменты рассчитываются по формуле:

(3.1)

где M_ведущ — момент на ведущем звене;

M_ведом — момент на ведомом звене;

i_j — передаточное отношение ступени;

η_j — КПД передачи;

η_подш — КПД подшипников.

Общий момент нагрузки рассчитывается по формуле:

,

где M_н – момент нагрузки;

M_д – динамический момент нагрузки;

J_н – момент инерции нагрузки;

ε_н –угловое ускорение вращения выходного вала.

 

….

 

 

Расчёт зубчатых колёс на прочность

Целью расчёта является определение модуля зацепления зубчатых колёс, обеспечивающего работоспособность в течение заданного срока службы.

Выбор материала

Для цилиндрической передачи открытого типа с небольшими окружными скоростями в качестве материала для шестерен будет использоваться углеродистая сталь.., а в качестве материала для колёс — сталь.. (см. таблица 6) в соответствии с рекомендациями […]. Зубья шестерен будут выполнены из материалов с более высокой твёрдостью рабочих поверхностей по сравнению с колёсами для повышения долговечности зубчатой передачи.

 

Таблица 6. Характеристики используемых материалов

	Шестерня	Колесо
Материал	…	…
Модуль упругости E, МПа	2·105
Коэффициент линейного расширения α·10-6, 1/°C	12
Плотность ρ, г/см3	7,8
Твёрдость	…	…
Термообработка	поверхностная закалка
Предел прочности σв, МПа	…	…
Предел текучести σт, МПа	...	…