Детали машиностроения - проектирование и прочностной расчёт

Исходные данные.
Тип редуктора – трехосный цилиндрический прямозубый.
Потребляемая мощность электродвигателя – 1,09 кВт.
Частота вращения вала электродвигателя – 1420 об/мин.
Электродвигатель 4А80А4, 1,1 кВт.
Частота вращения исполнительного устройства – 67 об/мин.
КПД зацепления быстроходной ступени – 0,975.
Коэффициент расчетной ширины венца тихоходной ступени – 0,8.
Коэффициент расчетной ширины венца быстроходной ступени – 0,9.
Твердость рабочих поверхностей зубьев колеса – 180,5 НВ.
Твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни – 208,0 НВ.
Передаточное отношение редуктора – 21,194.
Передаточное отношение тихоходной ступени – 3,392.
Передаточное отношение быстроходной ступени – 6,248.



Рисунок 1 – Общая схема привода

Угловая скорость


1 Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений

Материалом, соответствующем твердости 180…208 НВ является Сталь 45 улучшенная, напряжение растяжения , напряжение при кручении .
Частота вращения вала II:

Крутящий момент на шестерне быстроходной ступени определяют по формуле:



Размеры и стоимость зубчатых колес определяется, главным образом, твердостью, рабочих поверхностей зубьев. Для снижения массы и габаритов редуктора целесообразно использовать материалы и виды термической или химико-термической обработки, позволявшие получить высокую твердость рабочих поверхностей зубьев. Вместе с тем. применение сталей. термически обработанных до высокой твердости, предполагает использование дорогостоящих материалов, усложняет технологию изготовления и следовательно, повышает стоимость изделия.
Поэтому выбор материалов и термообработки приходится решать с учетом назначения и характера эксплуатации конкретной конструкции, а также экономической целесообразности использования данной марки стали. Для изготовления зубчатых колес можно рекомендовать нормализованные щи улучшенные стали с твердостью рабочих поверхностей 180 … 350 НВ. Если к габаритам и массе редуктора не предъявляют строгих требований.
С целью сокращения номенклатуры материалов, технологического оборудования и инструмента, желательно по возможности выбирать для зубчатых колес стали одной марки.
Допускаемые контактные напряжения, МПа определяют по формуле:

Для шестерен:
;

Для колес:


Допускаемые напряжения при расчете на выносливость при изгибе.
Расчет на выносливость по изгибным напряжениям осуществляется по следующей формуле: