Расчет редуктора

Редукторы подвижного состава выполняются из качественных машиностроительных сталей, в закрытом исполнении и с жидкой смазкой. Зубья должны обладать мягкой сердцевиной и твердой поверхностью. Для этого применяется химико-термическая обработка зубьев.

Зубья колес работают по условию контактной прочности. Материал шестерни и колеса выбираем одинаковым, однако, твердость зубьев шестерни принимаем несколько выше.

Исходные данные для расчета конического редуктора: Р=150 кВт, n1=1750 об/мин, u=3,111.

1. Углы при вершинах делительных конусов:

=арссtg u= арссtg 3,111 =18º26'

=90- Ψ1= 90º-18º26'=71º34'

2. Материал зубчатой пары. Выберем для шестерни сталь 40Х (σпч=900 н/мм², σт=685 н/мм²),термообработка-улутшение НВ280; для колеса-сталь 35Х (пч=735 н/мм², σт=490 н/мм²), термообработка –нормализация НВ200.

3. Допускаемое контактное напряжение для колеса

[σк]=2,75 НВ=2,75*200=550 н/мм²

4. Допускаемые напряжения изгиба:

для шестерни [σои]'

где σ1=0,43* σпч=0,43*900=387 н/мм²;

[n]=1,5 и к=1,5

для колеса

[σои]''

где σ1=0,43* σпч=0,43*735=316 н/мм²;

5. Числа зубьев. Назначаем z1=16, тогда z2=16*3,111=50

6. Определяем среднее конусное расстояние

Lср= = =214 мм

где Мш 819 н*м

где ω1=π*n / 30=3,14*1750/30=183 рад/сек

7. Длина зубьев

В = ψL*Lср = 0,4*214=85 мм

8. Конусное расстояние

L=Lср+ 214+ 256 мм

9. Максимальный модуль

m = 10 мм

По ГОСТ примем m=10мм

10. Действительное конусное расстояние при m=10мм

L= 252 мм

Lср=L - 252 - 209 мм

11. Проверка расчетных контактных напряжений

σк= 684 н/мм²

σк > [σк] что недопустимо.

12. Коэффициенты формы зуба шестерни и колеса находим из таблицы по фиктивным числам зубьев:

Z1Ф= 17

Z2Ф= 161

Таблица: Коэффициент формы зуба у

у1=0,339; у2=0,490

13. Сравнительная оценка прочности зубьев шестерни и колеса на изгиб:

У1*[σои]'=0,339*257=87 н/мм²

У2*[σои]''=0,457*210=95 н/мм²

Расчет на изгиб ведем по зубьям шестерни как менее прочным

σи'= 75,5 н/мм²<[σои]'

где М2=М1*u=819*3,111=2547 н*м

mср= m- 10- 8,4 мм

14. Основные размеры зубчатой пары

d1 = m*z1 = 10*16=160 мм

d2 = m*z2 = 10*50=500 мм

Диаметр вала шестерни под подшипниками

d = 8 =8 =74 мм

15. Силы в зацеплении

Средний диаметр колеса dср=0,857*d2=0,857*500=428 мм

Окружная сила на среднем диаметре колеса

Ft=2*Мш/ dср=2*819*10³/428=3827 Н

Осевая сила на шестерне, равная радиальной силе на колесе

Fа1=Fr2=Ft*tgά*sin 1=3827*0,364*0,317=441 Н

Радиальная сила на шестерне, равная осевой силе на колесе

Fr1=Fa2=Ft* tgά*cos 1=3827*0,364*0,94=1309 Н