2. Силовой расчёт передачи

Целью силового расчета является определение сил и моментов, действующих на звенья передачи.

Таблица 1

Исходные данные для расчета силовых параметров передачи

Наименование параметра	Обозначение, ед. изм.	Значение параметра
Подводимая (потребляемая) мощность	Р, Вт	90
Угловая скорость колеса	ω, с–1	145,5
Число зубьев колеса	z2 z4	112 80
Диаметр колеса (сектора)	dw, мм	60
Угол наклона зуба	βw, градус	0
Угол зацепления в торцовой плоскости	αwt, градус	0
Передаточное отношение	U12	23
Коэффициент внешней динамической нагрузки	Kдин	1,05
Коэффициент перегрузки	Kпер	1,2
Коэффициент трения в зацеплении зубьев		0,1

Таблица 2

Расчет силовых параметров передачи

Определяемая величина	Расчетная формула	Значение величины
Момент на колесе	, Н∙мм	649,5
То же, при перегрузке	, Н∙мм	779,4
Окружная сила в зубчатой передаче	, Н	21,65
Радиальная сила на колесе	, Н	0
Осевая сила на колесе	, Н	0
Нормальная сила на рабочей поверхности зубьев	, Н	21,65
Коэффициент нагруженности контакта	При Н	9,7
Коэффициент полезного действия цилиндрической передачи		0,82
Момент на ведомом валу	, Н∙мм	12249,57

3. Выбор материалов зубчатой передачи

Материал деталей передачи может быть назначен еще при разработке технического предложения – сталь, цветной металл, чугун, пластмасса. Однако такие данные пригодны только для ориентировочных расчетов на этапе эскизного проектирования. Для окончательных расчетов требуется указание марки материала и, при необходимости, его свойств с учетом термообработки.

Для колес, получаемых резанием, чаще всего применяют стали марок 45 и 40Х в нормализованном или улучшенном состоянии.

Для литых колес обычно применяют чугуны типа СЧ30, ВЧ65 и др., чаще всего с дополнительной обработкой резанием. Применение литейных сталей, например, типа сталь 40Л, позволяет уменьшить габариты передачи. Для повышения работоспособности колес применяется термообработка, например, улучшение или закалка.

Из цветных металлов сравнительно часто применяются бронзы типа БрАЖ 9-4 или высокопрочные алюминиевые сплавы, например, типа В95. Литые колеса рационально изготавливать из бронз типа БрА9Мц2, алюминиевых сплавов типа АЛ8 или магниевых типа МЛ6. Повышенная стоимость материалов может окупиться их более высокой технологичностью и эффективностью работы.

Следует заметить, что цветные металлы и пластмассы, как правило, применяют в качестве материала колеса, сопряженного со стальным или чугунным колесом.

Марка материала и термообработка	Модуль упругости E, МПа	Коэффициент Пуассона ν	Допустимое напряжение σt, МПа	Предел текучести σт, МПа	Твердость
Сталь 45 ГОСТ 1050-74 Нормализованная	210∙103	0,26	600	340	210 НВ

Длина ступицы

₍₂₆₎

где D_y = 30– диаметр вала, мм.

Рабочая длина шпонки

=0,8∙30=24 мм, где С_см – коэффициент, учитывающий прочность материала ступицы при работе на смятие, для стальных втулок С_см = 0,8.

Рис.1 ─ Крепление колёс на валах.