7.4. Расчет моментов и усилий в кинематических цепях.
Расчет моментов, действующих на валах.
	Значения моментов необходимы для того, чтобы правильно определить размеры зубчатых колес и валов, а также тип и размеры опор. Определим крутящие моменты (статический и суммарный), действующие на каждом валу. У нас имеется два выходных вала, поэтому приведение моментов выполняется по отдельным участкам передачи, начиная от наиболее удаленных до места суммирования нагрузок, а потом суммарный момент приводится к валу двигателя.

частота вращения выходного вала, об/мин

Динамический момент нагрузки, н*м

                                           Определим КПД элементарной цилиндрической передачи.

Валы нумеруются от двигателя к выходному валу (см. схему).

Значение момента на выходном валу, н*мм

Значение момента на предвыходном валу, н*мм

Общая расчетная формула момента на валу.

Значения моментов, действующих на валах, н*мм

7.5 Выбор материалов и допускаемых напряжений.
	Cначала назначим материалы для колес. Рекомендуется резко ограничивать количество материалов, используемых в разрабатываемом приводе, поэтому назначаем одинаковые материалы для всех колес и шестерен соответственно. При этом соблюдаем рекомендацию для прирабатываемых зубчатых передач: НВш>НВк+20...30 с целью выравнивания срока службы.
Шестерня:сталь 45Х, термоулучшение
Колесо: сталь 45, нормализация
Здесь же отметим следующее: моменты, действующие на колесах и шестернях, получились небольшие, поэтому следует рассмотреть возможность крепления колес на валах развальцовкой, что обычно сопровождается изготовлением шестерен вместе с валами. Поэтому предварительно назначим материал для валов сталь 45Х.
Твердости материалов шестерни и колеса

Предел выносливости при изгибе для выбранных материалов и обработки, МПа
 
                                       шестерня                           колесо
Базовое число циклов перемены напряжений
                           для шестерни (улучшение)                     	для колеса (нормализация)

Предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений Nно, МПа

                          для шестерни                              для колеса
Плотности материалов шестерни и колеса, г/см

Пределы текучести материалов шестерни и колеса, МПа

Значения предельно допустимого контактного напряжения. Для нормализации и улучшения

Коэффициент линейного расширения зубчатых колес, 1/ С

Модули упругости первого рода, МПа

Предел выносливости для стали 45Х (улучшение) при симметричном знакопеременном цикле нагружения, МПа
7.6 Расчет на прочность элементов ЭМП.
Расчет на прочность зубчатых передач.
	В приборостроении проектировочным (основным) расчетом зубчатых передач является расчет на изгибную прочность (выносливость), так как для нас самое страшное -- поломка зуба. Задачей расчета является определение модуля и, как следствие, размеров зубчатых колес, при которых изделие будет сохранять свою работоспособность в течение заданного срока службы. Начинать проводить расчет на изгибную прочность надо с наиболее нагруженных передач.
-Коэффициент, учитывающий цикл нагружения колеса.У нас реверс, поэтому

-Коэффициент запаса прочности принимаем для обычных условий работы

-Рассчитаем коэффициент долговечности Kfl:

               число колес, одновременно находящихся в зацеплении с рассчитываемым
Частота вращения

Число циклов нагружения:

      
             показатель степени при НВ<350, так как у нас прирабатываемая передача

формула для коэффициента долговечности
т. к. Kfl<1, то

Допускаемое напряжение изгиба, МПа

Коэффициент формы зуба (определяем по таблице или графику в зависимости от числа зубьев)

Составляем отношения для шестерен и колес. Для всех пар отношение получилось большим для колеса, значит расчет на прочность будем вести по нему, так как оно менее прочное.

Коэффициент ширины зубчатого венца

Коэффициент расчетной нагрузки

Число зубьев колес

Крутящий момент, действующий на рассчитываемое колесо, н*мм

Теперь у нас есть все данные, чтобы рассчитать модуль зацепления, мм

Модули получились малыми (за исключением mz4). Рекомендуемый в приборостроении модуль - 0.3 (более мелкие модули значительно повышают себестоимость изделия). Согласно рассчетам назначим:
Для шестерен:

Для колес:

7.7 Определение размеров элементов передач.
	Имея теперь в своем распоряжении число зубьев и модуль, мы можем определить размеры зубчатых колес. На этом этапе окончательно принимаем решение о том, что все колеса крепятся развальцовкой и не имеют ступиц, за исключением последнего, которое должно иметь ступицу для крепления на вал потенциометра. Размеры этой ступицы будут определены ниже.