3 Силовой расчет коробки скоростей 

       Определяем мощность, передаваемую  каждым валом: 

                                                 ;                                                       (3.1)

        ;                                                       (3.2)

        ;                                                       (3.3)

                          ,                                                       (3.4) 

где - к.п.д. пары подшипников;

       ;

  - к.п.д. зубчатой передачи;

   . 

    Выбираем  материал для зубчатых колес сталь 40Х, термообработка       улучшение 257НВ, предел  выносливости  .

    Допускаемое напряжение на изгиб:

 

                                                       (3.5) 

где - предел выносливости материала колес при симметричном цикле изгиба,Н/см²;

  - допускаемый коэффициент запаса  прочности; 
 
 

- эффективный  коэффициент концентрации напряжений у корня зуба;

- коэффициент режима нагрузки при расчете зубьев на изгиб. 

        Для легированной стали: 

                                                                           (3.6)

. 

      Принимаем .

        для стальных поковок, подвергнутых нормализации и улучшению;

        для зубчатых колес, подвергнутых нормализации и улучшению.

      Принимаем , .

          Допускаемое напряжение на изгиб по формуле (3.5): 

. 

  Для стальных зубчатых колес модуль определяется, исходя из условия прочности зуба на изгиб: 

                                               ,                             (3.7) 

где  - передаваемая мощность,кВт;

        - коэффициент нагрузки, учитывающий изменение нагрузки по сравнению с номинальной от действия различных факторов; 

                         ,                                                    (3.8) 

где - коэффициент динамичности нагрузки;

      - коэффициент концентрации нагрузки;

      - коэффициент режима; 

      - коэффициент ширины венца; 

,                                               (3.9) 

где - ширина шестерни; 

       - число оборотов шестерни;

  - коэффициент формы зуба;

  при ;

      – число зубьев шестерни;

    - допускаемое напряжение на  изгиб, Н/см².

      Принимаем ; ; ,тогда коэффициент нагрузки по формуле (3.8): 

. 

     Принимаем ; .

  Мощность, передаваемая первым валом , по формуле (3.1): 

 кВт. 
 

  Частота вращения первого вала: 

. 

     Модуль для первого зацепления    по формуле (3.7): 

                                . 

  Мощность, передаваемая вторым валом, по формуле (3.2):

 

    кВт. 

  Частота вращения второго вала: 

. 

    Модуль для второго зацепления  по формуле (3.7): 

.

       

     Мощность, передаваемая третьим валом, по формуле (3.3): 

  кВт. 

  Частота вращения третьего вала:

  

  

. 

     Модуль для третьего зацепления   по формуле (3.7): 

. 

  Принимаем  m_1-2 = 3 мм; m_2-3 = 4; m_3-4 = 5 мм.

  Межосевое расстояние:

 

,                                        (3.10)

   

где - числа зубьев шестерни и колеса соответственно;

        - модуль зацепления, мм.

   

;

;

. 

    Основные размеры зубчатых колес:

диаметр делительной окружности:

 

                                                                                                 (3.11) 

диаметр окружности  впадин зубьев:

                                                               (3.12) 

диаметр окружности  вершин  зубьев:

                                                               

                                                                                                 (3.13)

    

ширина  колеса:

                              

       ,                                               (3.14) 

где   - коэффициент ширины зуба;

 для прямозубых колес; 

ширина  шестерни: 

                                                                                (3.15)

                

     Размеры зубчатых колес вычисляем по выше перечисленным формулам

и сводим в таблицу 3.

           Таблица 3 – Основные размеры  зубчатых колес 

     Продолжение таблицы 3