Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат

Министерство образования

Русской Федерации

Вологодский муниципальный технический институт

Кафедра теории и проектирования машин и устройств

Детали машин

Методические указания к курсовому проекту.

Часть I: расчёт зубчатых и червячных передач

Факультет: промышленного менеджмента

Специальности:

150200 - авто и авто

хозяйство;

120100 - разработка машиностроения,

металлорежущие станки и инструмент;

210200 - автоматизация технологических

процессов и производств

г. Вологда, 2000 г.

ВВЕДЕНИЕ

Темой Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат курсового проекта по деталям машин является механический привод для разных исполнительных машин - конвейеров, станков и т.п. Проект носит полный нрав и содержит в себе расчётную и графическую части.

Расчётно-пояснительная записка к проекту должна содержать последующие разделы: задание на проектирование; введение; подбор электродвигателя и кинематический расчёт привода; проектирование Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат передач редуктора и открытых передач привода; определение конструктивных размеров частей зубчатых колёс и частей корпуса редуктора; приблизительный расчёт валов; эскизная сборка редуктора; проектирование подшипниковых узлов и подбор подшипников; уточнённый расчёт промежного вала редуктора; подбор шпонок и проверка шпоночных соединений; подбор муфт; выбор смазки; предназначение посадок главных частей; список использованной Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат литературы. Не считая того, в состав расчётно-пояснительной записки врубается спецификация на графическую часть.

Объём графической части составляет 5 листов формата А1, куда входят чертежи вида редуктора, его деталей, рамы и вида привода.

Истинные методические указания представляют собой первую часть учебно-методического комплекса по курсовому проектированию деталей машин. Они содержат методы подбора электродвигателя Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат, кинематического расчёт привода, также расчёта цилиндрических, конических и червячных передач. Описанные методы положены в базу программ расчёта передач на ЭВМ. Не считая того, методические указания содержат в себе все справочные материалы, нужные при подготовке начальных данных для расчётов при помощи вычислительной техники.

Методические указания созданы для студентов всех форм Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат обучения специальностей 150200, 120100, 210200 при курсовом и дипломном проектировании, также при выполнении студентами-заочниками контрольных работ.

1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

В общем машиностроении большая часть машин приводят в движение от трёхфазных асинхронных электродвигателей переменного тока, которые характеризуются номинальной мощностью Рэл. и номинальной частотой вращения ротора nэл . Электродвигатели различают:

1. По конструкции корпусов Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат:

1). Электродвигатели на лапах, выполнение М 100;

2). Электродвигатели фланцевые на лапах, выполнение М 200;

3). Электродвигатели на лапах, выполнение М 300.

2. По конструкции обмоток:

1). Электродвигатели основного выполнения;

2). Электродвигатели с завышенным скольжением;

3). Электродвигатели многоскоростные.

3. По степени защиты:

1). Закрытые обдуваемые со степенью защиты 1Р44, которая исключает попадание вовнутрь такового электродвигателя сторонних тел размером более 1 мм;

2). Защищённые Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат со степенью защиты 1Р23, исключающей попадание вовнутрь электродвигателя сторонних тел размером более 12,5 мм;

4. По предназначению:

1). Основное выполнение;

2). Малошумные;

3). Встраиваемые;

4). Со интегрированной температурной защитой;

5). Со интегрированным электрическим тормозом;

6). Крановые;

7). Влагоморозостойкие.

При выборе электродвигателя следует держать в голове, что высокооборотные движки имеют наименьшие габарита, массу, цена, чем тихоходные той же мощности.

Структура обозначения Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат электродвигателей:

1). Серия разработки;

2). Вид электродвигателя;

3). Выполнения по методу защиты: Н - защищенные, при отсутствии буковкы - закрытые обдуваемые;

4). Высота оси вращения в мм:

5). Условное обозначение длины станины - M, L, S;

6). Условное обозначение длины статора - А, В;

7). Число полюсов;

8). Условное обозначение климатического выполнения.

Пример условного обозначения электродвигателя - 4А112МВ6У Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат3. Тут: 4 - номер серии; А - асинхронный; выполнение закрытое обдуваемое (после буковкы А отсутствует буковка Н); 112 - высота оси вращения в мм; М - установочный размер по длине станины; В - длина сердечника статора; 6 - число полюсов; У3 - движок предназначен для работы в умеренном климате.

Характеристики электродвигателей приведены в табл. 1.1.

Надобная мощность приводного электродвигателя определяется Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат по формуле:

(1.1)

где РИ.М. – мощность на валу исполнительного механизма (тихоходном валу привода); h0 - общий К.П.Д. привода.

При проектировании привода сборочного потока

(1.2)

где F - тяговое усилие на приводном валу в Н; v - скорость тягового элемента в м/с.

(1.3)

где hi - К.П.Д. одной кинематической пары (см. табл. 1.2); a, b Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат, c - количество схожих кинематических пар.

Таблица 1.1

Характеристики электродвигателей

Таблица 1.2

Значения к.п.д. механических передач и подшипников

Тип передачи Закрытая Открытая
Зубчатая цилиндрическая 0,96¸0,98 0,92¸0,95
Зубчатая коническая 0,95¸0,97 0,91¸0,94
Червячная самотормозящаяся 0,30¸0,40 0,20¸0,30

Червячная несамотормозящаяся

при числе заходов червя:

z1 =1

z1 =2

z1 =4

0,65¸0,80

0,75¸0,85

0,8¸0,9

Цепная передача 0,95¸0,97
Ременная передача 0,94¸0,96
Одна пара подшипников качения 0,99¸ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат;0,995
Одна пара подшипников скольжения 0,98¸0,99

Для соединительных муфт можно принять hн »0,98¸0,99.

Выбор электродвигателя выполняться по табл. 1.1 в согласовании с условием Рр £Рэл . При всем этом электродвигатель с огромным припасом мощности приводит к лишним нагрузкам и понижает Cosa электросистемы. Частота вращения электродвигателя выбирается так, чтоб передаточные числа ступеней привода были хорошими (см. раздел Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат 2).

Для принятого электродвигателя из справочных данных выписываются:

1). Обозначение;

2). Номинальная мощность Рэл. , кВт;

3). Частота вращения nэл. , об/мин;

4). Отношение наибольшего момента к номинальному;

5). Выполнение;

6). Поперечник выходного конца вала - d1 , мм;

7). Длина выходного конца вала - l1 , мм.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА ПРИВОДА И ЕГО РАЗБИВКА ПО СТУПЕНЯМ

2.1 Общее передаточное Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат число привода

В общем случае (см. рис. 2.1)

(2.1)

где nИ.П. - число оборотов приводного вала исполнительного механизма (об/мин); Uред - передаточное число редуктора; Uоп - передаточное число открытой передачи (цепной, ремённой, зубчатой), входящей в привод.

Рис. 2.1 Типовая схема привода

Для приводов конвейеров:

Ленточных Цепных

(2.2) (2.3)

где Dб - поперечник приводного барабана, м; z - число Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат зубьев тяговой звёздочки; tц - шаг цепи, м.

В свою очередь (см. рис. 2.1)

где Uб и Uт - передаточные числа соответственно быстроходной и тихоходной ступеней редуктора.

При определении общего передаточного числа стандартного редуктора и передаточных чисел его ступеней следует придерживаться ряда Ra 20: 1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3; 7,1; 8; 9; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20; 22,4; 25; 28; 31,5; 35,5; 40; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250. Для необычных редукторов и нередукторных зубчатых передач придерживаться ряда Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат Ra 20 необязательно.

В табл. 2.1 приведены передаточные числа для одной ступени привода.

Таблица 2.1

Рекомендуемые значения передаточных чисел одной ступени

Тип передачи Твёрдость материала Значения
Более употребляемые U Наибольшие Uмакс
1 2 3 4
Зубчатая цилиндрическая закрытая:
1). Тихоходная ступень во всех редукторах

£НВ350

НRС 40¸56 НRС 56¸63

2,5¸5

2,5¸5

2¸4

6,3

6,3

5,6

2). Быстроходная ступень в редукторах с развёрнутой схемой.

£НВ350

НRС 40¸ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат;56 НRС 56¸63

3,15¸5

3,15¸5

2,5¸4

8

7,1

6,3

3). Быстроходная ступень:

в соосном редукторе.

£НВ350

НRС 40¸56 НRС 56¸63

4¸6,3

4¸6,3

3,15¸5

10

9

8

Зубчатая открытая £НВ350 4¸8 16
Коробка Неважно какая 1¸2,5 3,15
Коническая закрытая £НВ350 1¸4 6,3
³HRC 40 1¸4 5
Коническая открытая £НВ 350 2¸4 8
Червячная закрытая 10¸50 80
Цепная 1,5¸5 10
Клиноремённая 2¸4 8
Плоскоремённая 2¸5 6
Фрикционная 2¸4 8
2.2 Разбивка передаточного числа по ступеням

Советы по разбивке Uред приведены в Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат табл. 2.2, 2.3 и на рис. 2.2, 2.3, 2.4.

В трёхступенчатых редукторах после определения межосевых расстояний нужно проверить наличие зазора D меж деталями (см. табл. 2.3). рекомендуется D³0,02aw.

Таблица 2.2

Двухступенчатые редукторы

Схема редуктора Uред. рекомендат. (предельн.)

Рис. 2.2 График для определения Uт .

Таблица 2.3

Трёхступенчатые редукторы

Схема редуктора Uред. рекомендат. (предельн.) Uп

Рис Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат. 2.3 График для определения Uт и Uп трёхступенчатых редукторов.

Рис. 2.4 График для нахождения .

2.3 Определение чисел оборотов и моментов на валах

При узнаваемых передаточных числах ступеней число оборотов определяется по формулам:

; ; … (2.4)

где U1 , U2 , U3 - передаточные числа ступеней редуктора (привода).

Крутящие моменты на валах рассчитывается как

Н´м (2.5)

где Ni - мощность Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат на соответственном валу, отысканная с учётом К.П.Д. частей привода, Вт; к примеру: , где h1-2 - К.П.Д., учитывающий утраты мощности на участке от первого вала до второго; - угловая скорость вала, с-1 .

Без учёта К.П.Д. частей привода моменты могут быть определены по формулам:

, … (2.6)

3. МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСКАЕМЫЕ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат НАПРЯЖЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

3.1 Материалы зубчатых передач

Зависимо от твёрдости рабочих поверхностей зубьев после термической обработки зубчатые колёса можно условно поделить на две группы:

1). С твёрдостью £НВ 350 - нормализованные либо усовершенствованные;

2). С твёрдостью >НВ 350 - объёмно- и поверхностно-закаленные, цементированные, нитроцементированные, цианированные, азотированные.

При твёрдости материала £НВ 350 чистовое нарезание зубьев можно создавать после конечной Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат термической обработки заготовки.

Зубчатые колёса с твёрдостью рабочих поверхностей зубьев >НВ 350 используют в средне- и высоконагруженных передачах с целью уменьшения их габаритов.

Зубья, нарезанные до закалки, после закалки обычно шлифуют для устранения некорректностей, обусловленных конфигурацией их форм и размеров при закалке (коробление).

В верно спроектированной зубчатой паре Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат соотношение твёрдости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса не может быть выбрано произвольно. Если твёрдость рабочих поверхностей зубьев колеса £НВ 350, то в целях выравнивания долговечности зубьев шестерни и колеса, ускорения их приработки и увеличения сопротивляемости заеданию твёрдость поверхностей зубьев шестерни поверхностей зубьев шестерни всегда назначается больше твёрдости зубьев колеса. Для прямозубых Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат колёс разность средних твёрдостей шестерни и колеса должна составлять более 20¸30 единиц Бринелля.

Для косозубых колёс твёрдость поверхностей зубьев шестерни желательна может быть большая. Чем она больше, тем больше несущая способность передачи по аспекту контактной выносливости.

Для неприрабатывающихся зубчатых передач с твёрдостью рабочих поверхностей зубьев обоих зубчатых колёс ³НВ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат 45 обеспечивать разность твёрдостей зубьев шестерни и колеса не требуется.

В табл. 3.1 приведены значения механических черт и виды термической обработки неких распространённых марок конструкционных сталей, применяемых для производства зубчатых колёс, также других деталей машин (валов, осей, звёздочек цепных передач, червей, деталей муфт и т.п.). Как надо из этой Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат таблицы, механические свойства сталей зависят не только лишь от хим состава и вида термической обработки, да и от размеров соответствующего сечения заготовок D либо S.

Таблица 3.1

Механические свойства сталей

для производства зубчатых колёс

Марка стали Размеры, мм НВ сердцевина HRC поверхность dв, МПа dт, МПа Термическая обработка
D S
35 хоть какой хоть какой 163¸192 550 270 Нормализация

45

45

45

хоть какой 125

80

хоть какой 80

50

179¸ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат;207 235¸262 269¸302

600 780 890 320 540 650

То же

Улучшение

То же

40Х

40Х

40Х

200 125 125

125

80

80

235¸262 269¸302 269¸302

45¸90

790 900 900 640 750 750

То же

То же

Улучшение+закалка ТВЧ

35ХМ 35ХМ 35ХМ 315 200 200 200 125 125 235¸262 269¸302 269¸302

48¸53

800 920 920 670 790 790

Улучшение

То же

Улучшение+закалка ТВЧ

40ХН 40ХН 40ХН 315 200 200 200 125 125 235¸262 269¸302 269¸302

48¸53

800 920 920 630 750 750

Улучшение

То же

Улучшение+закалка ТВЧ

45ХЦ 45ХЦ 45ХЦ 315 200 200 200 125 125 235¸262 269¸302 269¸302

50¸56

830 950 950 660 780 780

Улучшение

То же Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат

Улучшение+закалка ТВЧ

20ХНМ 200 125 300¸400 56¸63 1000 800 Улучшение+цементация
18ХГТ 200 125 300¸400 56¸63 1000 800 То же
12ХНЗА 200 125 300¸400 56¸63 1000 800 То же
25ХГИМ 200 125 300¸400 56¸63 1000 800 Улучшение+цементация +закалка
40ХНМА 125 80 269¸302 50¸56 980 780 Улучшение+азотирование
35Л хоть какой хоть какой 163¸207 550 270 Нормализация
45Л 315 200 207¸235 680 440 Улучшение
50ГЛ 315 200 235¸262 850 600 То же
3.2 Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые напряжения для расчёта передачи на контактную выносливость определяют по зависимости, соответственной ГОСТ 21354-75.

, Мпа (3.1)

dнlimв - предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответственный базисному числу циклов перемены Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат напряжений (см. табл. 3.2); Sн - коэффициент безопасности, принимают по табл. 3.2; Nно - базисное число циклов перемены напряжений, соответственное долговременному лимиту выносливости (см. рис 3.1); Nне - эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчёте на контактную выносливость.

Таблица 3.2

Долгие пределы выносливости dнlimв и d°Flimв ,

коэффициенты безопасности Sн и SF ,

наибольшие допускаемые Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат напряжения [d]нmax и [d]Fmax

Термическая обработка

Твёрдость

зубьев

Группа

сталей

dнlimв , МПа d°Flimв , МПа SF [d]нmax , МПа [d]Fmax , МПа
на поверхности в сердцевине
Нормализация, улучшение наименее НВ 350 40,45, 40Х,40ХН, 45 ХЦ, 35 ХМ и др. 2ННВ +70 1,1 1,8ННВ 1,75 2,8 sт 2,74ННВ
Объёмная закалка HRC 45¸55 40Х, 40ХН, 45ХЦ, 35ХМ и др. 18НHRC +150 550 1400
Закалка ТВЧ по всему контуру (модуль Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат m³3 мм)

HRC

56¸63

HRC

45¸55

HRC 25¸35 55ПП, У8, 35ХМА, 40Х, 40ХН и др. 17НHRC +200 1,2

900

650

1,75 40НHRC 1260
Закалка ТВЧ сквозная с охватом впадины (модуль m<3 мм) HRC 45¸55 30ХМ, 40Х, 40ХН и др. 550 1430
Азотирование HRC 50¸59 HRC 24¸40 35ХЮА, 38ХМЮА, 40Х, 40ХФА, 40ХНМА и др. 1050 12НHRC +30 1,75 40НHRC 30НHRC 1000
Цементация Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат и закалка HRC 56¸62 HRC 30¸45 Цементируемые стали всех марок 23НHRC 750 1,55 40НHRC 1200

Примечания: 1). Значения dнlimв и d°Flimв , [d]нmax и [d]Fmax определяют по средней твёрдостью зубьев;

2). Для передач, выход из строя которых связан с тяжёлыми последствиями, значения коэффициентов безопасности следует прирастить до Sн =1,25и SF =1,35 соответственно;

3). Обозначения размеров сечений заготовок D Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат и S (см. табл. 3.1) приведены ниже.

Рис. 3.1 График для определения Nно

(3.2)

NS - суммарное число циклов перемены напряжений.

(3.3)

n – частота вращения, рассматриваемого зубчатого элемента, об/мин; t – суммарное время работы передачи в течение срока службы, ч; nз - число вхождений в зацепление зубьев рассчитываемого зубчатого колеса за один его оборот (в Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат большинстве случаев nз =1).

(3.4)

Ксут - коэффициент использования передачи в течение суток; Кгод - коэффициент использования передачи в течение года; L - срок службы передачи, годы.

(3.5)

Кне - коэффициент приведения при расчёте на контактную выносливость (режим с переменной нагрузкой подменяют неизменным, эквивалентным по усталостному воздействию); - при частотах вращения валов, не изменяющихся с конфигурацией нагрузки Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат.

Нагрузка, с которой работает передача, может быть неизменной либо переменной во времени. Пример графиков неизменной (а) и переменной (б) нагрузки показан на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Графики нагрузки

Тпик , Т1 , …, Тi - вращающие моменты на валу колеса, с которыми работает передача; tпик , t1 , …, ti - время их деяния; nпик , n1 , …, ni - частоты вращения Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат; t - суммарное время работы передачи.

Если приобретенное значение Nне >Nно , то следует принять Nне >Nно .

Допускаемое контактное напряжение [d]н для зубьев прямозубых передач определяют раздельно для шестерни [d]н1 и колеса [d]н2 и в качестве расчётного принимают наименьшее из их. При расчёте зубьев косозубых передач при разности средних Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат твёрдостей рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса НВ1 -НВ2 ³100 за допускаемое контактное напряжение принимают наименьшее из 2-ух приобретенных по зависимостям:

для косозубых и шевронных зубчатых колёс

либо (3.6)

для конических колёс с радиальными зубьями

либо (3.7)

3.3 Допускаемые напряжения на извив

Допускаемые напряжения для расчёта на изгибную выносливость определяют по зависимости из ГОСТ 21354-75.

(3.8)

dFlimв Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат - предел выносливости зубьев при извиве, соответственный базисному числу циклов перемены напряжений, МПа (см. табл. 3.2); SF - коэффициент безопасности, определяют по табл. 3.2; NFO - базисное число циклов перемены напряжений, NFO =4´106 ; NFE - эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчёте на изгибную выносливость, определяется зависимо от нрава циклограммы нагружения; m=6 - для Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат зубчатых колёс с твёрдостью поверхности зубьев £НВ 350, m=9 - для зубчатых колёс с нешлифованной переходной поверхностью при твёрдости поверхности зубьев >НВ 350.

Допускаемое напряжение [d]F определяют раздельно для шестерни и колеса. Формула для определения допускаемого напряжения дана для варианта работы зубьев одной стороной. При работе зубьев обеими сторонами (передачи с реверсами, сателлиты Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат планетарной передачи) значения допускаемого напряжения следует снизить на 30%.

(3.9)

NS - суммарное число циклов перемены напряжений (см. п. 3.2); КFE - коэффициент приведения при расчёте на изгибную выносливость (режим с переменной нагрузкой подменяют неизменным, эквивалентным по усталостному воздействию).

(3.10)

- при частотах вращения валов, не изменяющихся с конфигурацией нагрузки.

Если приобретенное значение Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат NFE >NFO , то следует принять NFE >NFO .

4. РАСЧЁТ ЗАКРЫТОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

4.1 Предварительное значение межосевого расстояния

, мм (4.1)

Тут и ниже символ "плюс" - для наружного зацепления, символ "минус" - доя внутреннего. Приобретенное значение аw следует округлить до наиблежайшего значения по СТ СЭВ 229-75 (ГОСТ 2185-66).

1-ый ряд: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800.

2-ой ряд: 71, 90, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560, 710, 900.

U - передаточное число передачи (см Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат. п. 2.1, 2.2); [d]н - расчётное значение допускаемого контактного напряжения (см. п. 3.2), МПа; ze - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

Для прямозубых передач

;

Для косозубых и шевронных передач

.

ea - коэффициент торцового перекрытия, ea =1,6; Т2 - номинальный вращающий момент на валу колеса рассчитываемой передачи, Н´м;

- коэффициент ширины зубчатых колёс передачи, его выбирают по Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат табл. 4.1.

Таблица 4.1

Рекомендуемые значения yва

Положение зубчатых колёс относительно опор
Симметричное Несимметричное Консольное
0,315¸0,5 0,25¸0,4 0,2¸0,25

Примечания: 1). Наименьшие значенияyва , для передач с завышенной твёрдостью поверхности зубьев ³HRC 45;

2). Для шевронных передач, выполненных по схеме табл. 2.2

;

3). Значенияyва каждой следующей ступени передачи следует прирастить на 20¸30%;

4). Для передвижных зубчатых колёс коробок скоростейyва =0,1¸0,2;

5). Значенияyва принимать стандартными Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат по СТ СЭВ 229-75 (ГОСТ 2186-66): 0,16; 0,2; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0.

Кнa - коэффициент, учитывающий рассредотачивание нагрузки меж зубьями: для прямозубых передач Кнa =1, для косозубых и шевронных передач определяется по рис. 4.1, где числа 6, 7, 8, 9 у прямых - степени точности по нормам плавности работы по ГОСТ 1643-72.

Рис. 4.1. Графики для определения Кнa .

При проектном расчёте, когда размеры зубчатых колёс Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат ещё не известны, для приближённого определения окружной скорости v (vm ) следует воспользоваться зависимостью:

(4.2)

для передачи с коническими зубчатыми колёсами:

(4.3)

Значения коэффициента cv даны в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Передача Термическая обработка
У1 +У2 ТВЧ1 +У2 Ц1 +У2 ТВЧ1 +ТВЧ2 (З1 +З2 ) Ц1 +Ц2
Цилиндрическая прямозубая 1300 1400 1550 1750 2100
Цилиндрическая косозубая 1500 1600 1750 1950 2350
Коническая прямозубая 800 850 900 1000 1200
Коническая с радиальными зубьями 1000 1000 1100 1100 1350

Примечания: 1). Тут У - улучшение Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат, З - закалка объёмная, ТВЧ - поверхностная закалка токами высочайшей частоты, Ц - цементация;

2). Индекс "1" относится к шестерне, а "2" - к колесу.

По отысканному значению скорости v (vm ) определяют степень точности (по нормам плавности) зубчатых передач. Силовые закрытые зубчатые передачи делают со степенью точности не ниже приведённой в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Рекомендуемые степени точности Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат передач

Передача Окружная скорость v (vm ), м/с
£5 5¸10
Цилиндрическая прямозубая 8 7
Цилиндрическая косозубая 8 8
Коническая прямозубая 7 -
Коническая с радиальными зубьями 8 8

Силовые открытые цилиндрические и конические зубчатые передачи делают обычно по 9-ой степени точности (v£2 м/с).

Кнb - коэффициент, учитывающий рассредотачивание нагрузки по ширине венца при расчёте на контактную выносливость.

Различают изначальное значение коэффициента рассредотачивание нагрузки К Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат°нb , имеющее место до приработки зубьев, и значение Кнb <К°нb после приработки зубьев. Для прирабатывающихся цилиндрических прямозубых и косозубых, также прямозубых конических колёс значение Кнb определяют по зависимости:

(4.4)

где К°нb выбирают по табл. 4.4 зависимо от схемы передачи рис. 4.2, твёрдости рабочих поверхностей зубьев и относительной ширины шестерни Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат .

Для цилиндрических зубчатых колёс

;

Для конических зубчатых колёс

.

х - коэффициент режима, учитывающий воздействие режима работы передач на приработку прирабатывающихся зубьев:

(4.5)

Тут Т2 - номинальный вращающий момент, по которому рассчитывают передачу; Тi , ti , ni - вращающие моменты в диапазоне нагрузки передачи, надлежащие им времена работы и частоты вращения. Для прирабатывающихся зубьев при неизменной нагрузке х=1, Кнb =1.

Для Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат прирабатывающихся зубьев зубчатых колёс Кнb =К°нb . Для конических зубчатых колёс с радиальными зубьями при любом режиме нагрузки:

Рис. 4.2. Схемы передач

Таблица 4.4

Коэффициент К°нb

Твёрдость

поверхности зубьев

Схема передачи на рис. 4.2
1 2 3 4 5 6 7
0,2 а 1,16 1,1 1,04 1,03 1,02 1,0 1,0
б 1,22 1,13 1,06 1,04 1,03 1,02 1,0
0,4 а 1,35 1,22 1,1 1,06 1,04 1,03 1,01
б 1,43 1,25 1,12 1,07 1,05 1,04 1,02
0,6 а 1,55 1,36 1,15 1,10 1,07 1,04 1,03
б 1,67 1,45 1,20 1,14 1,08 1,05 1,04
0,8 а 1,9 1,55 1,23 1,16 1,11 1,06 1,04
б 2,0 1,7 1,28 1,2 1,14 1,08 1,06
1,0 а 2,3 1,75 1,3 1,2 1,15 1,10 1,05
б 2,25 1,90 1,38 1,27 1,20 1,12 1,07
1,2 а - - 1,4 1,26 1,20 1,13 1,07
б - - 1,48 1,35 1,25 1,16 1,08

Примечание: в табл. 4.4. и 4.5 твёрдость рабочих поверхностей зубьев

и

и

Кнv - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении (см Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат. табл. 4.5).

Для конических зубчатых колёс с радиальными зубьями коэффициент Кнv принимают равным таковому для цилиндрических косозубых колёс с той же твёрдостью рабочих поверхностей зубьев, что и у конических колёс.

Таблица 4.5

Коэффициент Кнv

Степень

точности

Твёрдость

поверхности зубьев

Окружная скорость v (vm ), м/с
1 2 4 6 8 10
6 а
б
7 а
б
8 а
б
9 а
б

Примечание: в числителе - прямозубые колёса, в знаменателе - косозубые колёса Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат.

4.2 Рабочая ширина венца

Рабочая ширина колеса , мм.

Ширина шестерни , мм. (4.6)

Приобретенные значения в1 и в2 округляют до ближайших значений.

4.3 Модуль передачи

Значение модуля определяют по эмпирической зависимости с следующей проверкой на изгибную выносливость. При твёрдости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса £НВ 350.

(4.7)

При твёрдости рабочей поверхности зубьев шестерни Н1 >HRC 45 и колеса Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат Н2 £НВ 350.

(4.8)

При твёрдости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса ³НRC 45, но наименее HRC 60.

(4.9)

Для передач с твёрдостью зубьев >HRC 60 значение модуля устанавливают из расчёта на извив. Принятое значение модуля должно соответствовать стандартному по СТ СЭВ 310-76:

1-й ряд: 1; 1,25; 1,5; 2,2; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10 мм.

2-й ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0; 9,0 мм.

Для силовых передач Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат m<1,5 мм принимать не нужно.

4.4 Угол наклона зубьев

Косозубая передача:

(4.10)

и определяют Cosbmin с точностью до 0,0001.

Для шевронных передач bmin =25°.

4.5 Суммарное число зубьев

Прямозубая передача:

(4.11)

Косозубая передача:

(4.12)

Рекомендуемые значения угла b=7°¸20° - косозубые передачи, 25°¸40° - шевронные передачи.

Приобретенное значение zS округляют в наименьшую сторону до целого числа.

4.6 Действительное значение угла Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат наклона зуба b

, (4.13)

4.7 Число зубьев шестерни и колеса

Расчётное число зубьев шестерни находят как:

(4.14)

при всем этом z'1 округляют до целого числа z1 .

zmin =17 - прямозубые колёса; zmin =17´Cos3 b - косозубые и шевронные колёса.

(4.15)

4.8 Фактическое значение передаточного числа

, точность вычислений 0,01

В силовых передачах фактическое передаточное число не должно отличаться от Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат данного более чем на 4%.

4.9 Геометрические характеристики передачи 4.9.1 Поперечникы делительных окружностей с точностью до 0,01 мм

, (4.16)

Проверка:

4.9.2 Поперечник вершин зубьев для колёс с наружным зацеплением

, (4.17)

Для колёс с внутренними зубьями:

4.9.3 Поперечник впадин зубьев для колёс с наружными зубьями

, (4.18)

Для колёс с внутренними зубьями:

4.10 Окружная скорость колёс

, м/с (4.19)

4.11 Проверка передачи на Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат контактную выносливость

, МПа (4.20)

ze - (см. п. 4.1); аw - (см. п. 4.1), мм; U - (см. п. 4.8); в2 - (см. п. 4.2); Т2 (Н´м) - момент кручения на валу колеса рассчитываемой передачи; Кнa - уточняется по рис. 4.1 в согласовании с окружной скоростью v (п. 4.10).

Допускается dн >[d]н в границах 5%.

4.12 Проверка зубьев на изгибную выносливость

Напряжение в Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат небезопасном сечении зуба колеса:

, МПа (4.21)

Т2 - момент кручения на валу колеса рассчитываемой передачи, Н´м; U - фактическое значение передаточного числа (п. 4.8); в2 , m, aw - в мм; КFa - коэффициент, учитывающий рассредотачивание нагрузки меж зубьями, выбирается по табл. 4.6 зависимо от степени точности передачи, для прямозубых колёс Кнa Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат =1.

Таблица 4.6

Коэффициент Кнa для косозубых и шевронных колёс

Степень точности 6 7 8
Кнa 0,72 0,81 0,91

КFb - коэффициент, учитывающий рассредотачивание нагрузки по ширине венца.

Для прирабатывающихся прямозубых, также косозубых и для прямозубых конических колёс значение КFb определяют по зависимости:

(4.22)

где Кo Fb выбирают по табл. 4.7.

В табл. 4.7. и 4.8 твёрдость рабочих поверхностей зубьев

и

и

х - коэффициент режима (см Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат. п. 4.1).

Для прирабатывающихся зубьев при неизменной нагрузке х=1; КFb =1.

Для прирабатывающихся зубьев зубчатых колёс КFb = Кo Fb .

Для конических зубчатых колёс с радиальными зубьями при любом режиме нагрузки:

КFv - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении. Значение КFv выбирают по табл. 4.8. При всем этом точность конических прямозубых колёс Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат условно принимают на одну степень меньше их фактической точности.

Для конических зубчатых колёс с радиальными зубьями коэффициент принимают равным таковому для цилиндрических косозубых рабочих поверхностей зубьев, что и у конических колёс.

Таблица 4.7

Коэффициент К°Fb

Твёрдость

поверхности зубьев

Схема передачи на рис. 4.2
1 2 3 4 5 6 7
0,2 а 1,08 1,06 1,02 1,01 1,0 1,0 1,0
б 1,10 1,08 1,03 1,02 1,0 1,0 1,0
0,4 а 1,22 1,10 1,07 1,05 1,03 1,02 1,0
б 1,24 1,12 1,10 1,06 1,04 1,02 1,01
0,6 а 1,40 1,22 1,11 1,08 1,06 1,03 1,02
б 1,16 1,24 1,13 1,10 1,07 1,04 1,03
0,8 а 1,70 1,40 1,18 1,12 1,09 1,05 1,03
б 1,80 1,50 1,21 1,15 1,11 1,07 1,05
1,0 а 2,03 1,62 1,26 1,17 1,12 1,09 1,04
б 2,10 1,80 1,31 1,23 1,16 1,1 1,06
1,2 а 1,34 1,22 1,17 1,11 1,06
б 1,40 1,30 1,21 1,14 1,07

Таблица 4.8

Коэффициент КFv

Степень

точности

Твёрдость

поверхности

зубьев

Окружная скорость v (vm Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат ), м/с
1 2 4 6 8 10
6 а
б
7 а
б
8 а
б
9 а
б

YF2 – коэффициент, учитывающий форму зуба колеса, значения его выбирают по табл. 4.9. зависимо от числа зубьев z2 для прямозубых колёс и эквивалентного числа зубьев zv2 для косозубых и шевронных зубчатых колёс.

(4.23)

В табл. 4.8. числитель – прямозубые колёса; знаменатель – косозубые колёса.

Yb – коэффициент, учитывающий наклон зуба; Yb =1 – для прямозубых передач.

Для Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат косозубых и шевронных передач:

, где Ðb - в градусах.

[d]F2 – допускаемое напряжение извива для материала колеса, МПа (см. п. 3.3).

Напряжение извива в небезопасном сечении зуба шестерни:

, МПа (4.24)

Значение YF1 определяют аналогично определению этого параметра для колеса.

Таблица 4.9
z либо zv Коэффициенты смещения инструмента
-0,5 -0,4 -0,25 -0,16 0 +0,16 +0,25 +0,4 +0,5
12 3,68 3,46
16 4,28 4,02 3,78 3,54 3,40
20 4,40 4,07 3,83 3,64 3,50 3,39
25 4,30 4,13 3,90 3,72 3,62 3,47 3,40
32 4,50 4,27 4,05 3,94 3,78 3,65 3,59 3,46 3,40
40 4,14 4,02 3,88 3,81 3,70 3,61 3,57 3,48 3,42
50 3,96 3,88 3,78 3,73 3,66 3,58 3,54 3,49 3,44
63 3,82 3,78 3,71 3,68 3,62 3,57 3,54 3,50 3,47
71 3,79 3,74 3,68 3,66 3,61 3,56 3,55 3,50 3,48
80 3,73 3,70 3,66 3,63 3,60 3,55 3,55 3,51 3,50
90 3,70 3,68 3,64 3,62 3,60 3,55 3,55 3,53 3,51
100 3,68 3,66 3,62 3,61 3,60 3,56 3,56 3,55 3,52
160 3,64 3,62 3,62 3,62 3,62 3,59 3,58 3,56 3,56
3,63 3,63 3,63 3,63 3,63 3,63 3,63 3,63 3,63
4.13 Проверка передачи на краткосрочную Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат пиковую нагрузку

Наибольшие контактные напряжения на рабочих поверхностях зубьев:

(4.24)

dН – расчётное напряжение (см. п. 4.11), МПа; [d]Нmax – наибольшее допускаемое напряжение (табл. 3.2), МПа; Т2 – номинальный вращающий момент на валу колеса, рассчитываемой передачи (см. п. 2.3), МПа; Т2пик – пиковый вращающий момент на колесе рассчитываемой передачи при пуске мотора. В заданиях на курсовой проект Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат по деталям машин краткосрочным пиковым вращающим моментом является наибольший момент, развиваемый асинхронным электродвигателем при пуске установки.

(4.26)

где - пиковый вращающий момент, развиваемый движком при пуске; U и h - передаточное число и К.П.Д. ступеней, через которые передаётся движение от электродвигателя к валу рассчитываемой зубчатой пары; - значение дела берут из Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат справочников по электродвигателю.

4.13.1 Наибольшее напряжение извива в зубьях зубчатых колёс

При действии краткосрочных перегрузок зубья инспектируют на пластическую деформацию и хрупкий излом при извиве от наибольшей нагрузки.

, МПа (4.27)

dF – расчётное напряжение (см. п. 4.12), [d]Fmax – наибольшее допускаемое напряжение (табл. 3.2), МПа.

4.14 Силы, действующие в зацеплении

Окружная сила:

, Н (4.28)

где Т2 – в Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат Н´м; d2 – в мм.

Круговая сила:

Прямозубые колёса:

, Н (4.29)

Косозубые и шевронные колёса:

, Н (4.30)

Осевая сила:

, Н (4.31)

5. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА ОТКРЫТЫХ ЦИЛЛИНДРИЧЕСКИХ (КОНИЧЕСКИХ) ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Открытые цилиндрические (конические) передачи делают только прямозубыми и используют при v£2 м/с. Степень точности их производства по нормам плавности контакта Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат обычно 9-ая по ГОСТ 1643-72 (ГОСТ СЭВ 186-75).

Главные размеры передач aw , de1 , de2 и в2 делают из расчёта на контактную крепкость, при расчёте принимают допускаемые напряжения [d]Н =dНeimb и [d]F =dFeimb . Коэффициенты, учитывающие динамическую нагрузку в зацеплении, КНv =КFv =1. Коэффициенты КНb и КFb определяют соответственно по табл. 3.6 и Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат табл. 3.9. При хоть какой твёрдости рабочих поверхностей зубьев открытые передачи числятся прирабатывающимися. Беря во внимание завышенный износ зубьев открытых передач, значение модуля рекомендуется принимать в 1,5¸2 раза огромным, чем для закрытых передач тех же размеров.

6. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЁТ ЗАКРЫТОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ С ПРЯМЫМИ И С Радиальными ЗУБЬЯМИ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат ПРИ bm =35°

6.1 Предварительное значение поперечника наружной делительной окружности колеса

, мм (6.1)

где Т2 – номинальный вращающий момент на валу колеса, рассчитываемой передачи (см. п. 2.3), Н´м; U – принятое передаточное число (см. п. 2.2); КНb - коэффициент, учитывающий рассредотачивание нагрузки по ширине венца (см. п. 4.1); КНv - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении (см. п. 4.1); [d Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат]Н – расчётное допускаемое контактное напряжение (см. п. 3.2), МПа; uн – коэффициент, учитывающий вид конической передачи при расчёте на контактную выносливость; принимают:

а) для конических зубчатых колёс с прямыми зубьями и линейным контактом uн =0,85;

б) для конических зубчатых колёс с радиальными зубьями по табл. 6.1.

Таблица 6.1 Коэффициенты uн и Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат uF для расчёта конических колёс с радиальными зубьями
u Термическая обработка зубьев
У1 +У2 ТВЧ1 +У2 ; З1 +У2 ; Ц1 +У2 ТВЧ1 +ТВЧ2 ; З1 +З2 ; Ц1 +Ц2
1,22+0,21´U 1,13+0,13´U 0,81+0,15´U
uF 0,94+0,8´U 0,85+0,048´U 0,65+,11´U

Тут У – улучшение, З – большая закалка, Ц – цементация, ТВЧ – поверхностная закалка токами высочайшей частоты.

Приобретенное значение d'e2 округляют Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат до наиблежайшего de2 по ГОСТ 12289-76:

50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; (225); 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630.

6.2 Предварительное значение поперечника наружной делительной окружности шестерни:

(6.2)

6.3 Число зубьев шестерни

Предварительное значение числа зубьев шестерни z'1 для прямозубых колёс определяют по формуле:

(6.3)

и для колёс с радиальными зубьями:

(6.4)

Дальше предварительное значение числа зубьев уточняют в согласовании с табл. 6.2 и округляют до целого Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат числа.

Значение чисел зубьев z1 шестерни не должно быть наименее приведённого в табл. 6.3.

Таблица 6.2

Рекомендуемые числа зубьев

Зубчатый элемент Твёрдость рабочих поверхностей зубьев Значение z1
Шестерня ³HRC 45 z1 =z'1
Колесо
Шестерня

³HRC 45

£HB 350

z1 =1,3´z'1
Колесо
Шестерня z1 =1,6´z'1
Колесо
Таблица 6.3

Рекомендуемые числа зубьев

Передаточное число Прямозубые колёса Колёса с радиальными зубьями
1,0 17 17
1,15 16 16
1,3 15 15
1,4 14 14
1,6 14 13
2,0 13 12
2,5 12 11
3,15 12 10
6.4 Число зубьев колеса

(6.5)

Значения z Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат2 округляют до целого числа.

6.5 Фактическое значение передаточного числа

(6.6)

Значение U вычисляют с точностью не ниже 0,0001, т.к. оно определяет углы d при верхушках исходных конусов, которые должны быть вычислены с точностью не ниже 10". Для силовых передач окончательное значение U не должно отличаться от данного более чем на 4%.

6.6 Углы делительных конусов

Колеса Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат: .

Шестерни: .

6.7 Наружный окружной модуль

Прямозубые колёса

Колёса с радиальными зубьями

Значения наружного окружного модуля разрешается не округлять до стандартного по СТ СЭВ 310-76, потому что одним и этим же режущим инвентарем можно порезать колёса с разными модулями, лежащими в неком непрерывном интервале значений. Точность вычислений me и mte не ниже 0,0001. Принимать наружный окружной Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат модуль для силовых зубчатых передач наименее 1,5 мм не нужно.

6.8 Окончательное значение поперечника наружной делительной окружности шестерни

Точность расчёта 0,001 мм.

Прямозубые колёса

Колёса с радиальными зубьями

6.9 Наружное конусное расстояние

(6.10)

Значение Re не округляют.

6.10 Ширина зубчатых венцов колёс

(6.11)

Приобретенные значения округляют до целого числа.

6.11 Коэффициент смещения инструмента х1 (для шестерни) и х2 (для колеса Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат)

Значение коэффициента смещения инструмента для шестерни находят по соответственной типу передачи таблице: для прямозубой шестерни значения хе1 по табл. 6.4; для шестерни с радиальными зубьями значения хп1 по табл. 6.5.

Значение коэффициента смещения инструмента для колёс принимают равным коэффициенту смещения инструмента для шестерни, но с оборотным знаком:

, (6.12)

Для передач, у Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат каких z и U отличаются от обозначенных в табл. 6.4 и табл. 6.5, коэффициенты хе1 и хп1 принимают с округлением в огромную сторону.

Таблица 6.4

Коэффициент смещения хе1 по ГОСТ 19624-74

для шестерни с прямыми зубьями

z1 Передаточное число
1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0
12 0,50 0,53 0,56 0,57
13 0,44 0,48 0,52 0,54 0,55
14 0,34 0,42 0,47 0,50 0,52 0,53
15 0,18 0,31 0,40 0,45 0,48 0,50 0,51
16 0,17 0,30 0,38 0,43 0,46 0,48 0,49
18 0 0,15 0,28 0,36 0,40 0,43 0,45 0,46
20 0 0,14 0,26 0,34 0,37 0,40 0,42 0,43
25 0 0,13 0,23 0,29 0,33 0,36 0,38 0,39
30 0 0,11 0,19 0,25 0,28 0,31 0,33 0,34
40 0 0,09 0,15 0,20 0,22 0,24 0,26 0,27

Таблица 6.5

Коэффициент смещения хп1 по ГОСТ 19624-74

для шестерни с радиальными зубьями

z1 Передаточное число
1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0
12 0,32 0,37 0,39 0,41 0,42
13 0,30 0,35 0,37 0,39 0,40
14 0,23 0,29 0,33 0,35 0,37 0,38
15 0,12 0,22 0,27 0,31 0,33 0,35 0,36
16 0,11 0,21 0,26 0,30 0,32 0,34 0,35
18 0 0,10 0,19 0,24 0,27 0,30 0,32 0,32
20 0 0,09 0,17 0,22 0,26 0,28 0,29 0,29
25 0 0,08 0,15 0,19 0,21 0,24 0,25 0,25
30 0 0,07 0,11 0,16 0,18 0,21 0,22 0,22
40 0 0,05 0,09 0,11 0,14 0,16 0,17 0,17
6.12 Наружные поперечникы вершин Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат зубьев

Шестерни:

(6.13)

Колеса:

(6.14)

6.13 Средний модуль

Средний окружной модуль для прямозубых колёс:

(6.15)

Средний обычный модуль для колёс с радиальными зубьями:

(6.16)

при bm =35°

Модули mm и mп не округлять.

6.14 Окружная скорость колёс

, м/с (6.17)

где .

6.15 Проверка передачи по контактным напряжениям

, МПа (6.18)

где Т2 – момент кручения на валу конического колеса, Н Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат´м; U – фактическое передаточное число (см. п. 6.5); de2 – поперечник наружной делительной окружности колеса (см. п. 6.1), мм; uн – табл. 6.1; КНb и КНv – см. п. 6.1.

6.16 Проверка зубьев конических колёс на изгибную выносливость 6.16.1 Расчётное напряжение в небезопасном сечении зуба колеса

Прямозубые колёса:

(6.19)

Колёса с радиальными зубьями:

(6.20)

где Т2 – номинальный вращающий момент Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат на валу конического колеса, Н´м; de2 , в и me (mte ) – в мм; uF =0,85 – прямозубые колёса по табл. 6.1; YF2 – коэффициент, учитывающий форму зуба колеса, находят по табл. 4.9 с учётом коэффициента смещения инструмента; для прямозубого колеса – по эквивалентному числу колеса:

и (6.21)

и

КНb и КНv – определяют аналогично Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат цилиндрическим передачам (см. п. 4.12.1); [d]F2 – допускаемое напряжение извива для зуба колеса (см. п. 3.3), МПа.

6.16.2 Расчётное напряжение в небезопасном сечении зуба шестерни

, МПа (6.22)

Значение YF1 определяют аналогично определению этого параметра для колеса.

[d]F1 – допускаемое напряжение извива для зуба шестерни, МПа (см. п. 3.3).

6.17 Проверка передачи на краткосрочную пиковую нагрузку 6.17.1 Наибольшие контактные Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат напряжения на рабочих поверхностях зубьев

, МПа (6.23)

где dН – расчётное контактное напряжение (см. п. 6.15), МПа; [d]Нmax – наибольшее допускаемое напряжение (см. табл. 3.2), МПа; Т2 и Т2пик – определяют аналогично нахождению этих характеристик для цилиндрических передач (см. п. 4.13.1).

6.17.2 Наибольшее напряжение извива в зубьях зубчатых колёс

, МПа (6.24)

dF – расчётное напряжение Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат извива (см. п. 6.16), МПа; [d]Fmax – наибольшее допускаемое напряжение (см. табл. 3.2), МПа.

6.18 Силы, действующие в коническом зацеплении

Направления деяния сил, возникающих в зацеплении, показаны на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема сил в конической передаче

6.18.1 Окружная сила на среднем поперечнике

, Н (6.25)

где Т2 – в Н´м; dе2 – в мм.

6.18.2 Окружная сила на Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат шестерне

Прямозубые колёса:

(6.26)

Колёса с радиальными зубьями:

(6.27)

Круговая сила на шестерне:

Прямозубые колёса:

(6.28)

Колёса с радиальными зубьями:

(6.29)

Коэффициенты gа и gr определяются по табл. 6.6 и входят в формулу со своими знаками. Напряжение наклона зуба шестерни выбирают таким, чтоб сила Fa1 была ориентирована к основанию конуса.

Таблица 6.6

Коэффициенты gа и gr

Направление зуба Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат и вращения колеса Коэффициент осевого усилия gа Коэффициент кругового усилия gr
Направление полосы зуба правое. Вращение по часовой стрелке.

при bm =35°

при bm =35°

Направление полосы зуба левое. Вращение против часовой стрелки.
Направление полосы зуба правое. Вращение против часовой стрелки.

при bm =35°

при bm =35°

Направление полосы зуба левое. Вращение по Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат часовой стрелке.

7. РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

7.1 Выбор материалов червя и червячного колеса

Для производства червей используют углеродистые и легированные стали (см. табл. 3.1). Выбор марки стали находится в зависимости от назначаемой термической обработки червя и его габаритов. Материалы, используемые для червячных колёс (см. табл. 7.1), по убыванию их антизадирных Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат и антифрикционных параметров можно поделить на три группы: группа I – высокооловянистые (10¸12%) бронзы, группа II – безоловянистые бронзы и латуни, группа III – мягенькие сероватые чугуны. Ожидаемое значение скорости скольжения при выборе материалов I и II групп определяют по зависимости:

, м/с (7.1)

где n1 – число оборотов червя, об/малый; Т2 – вращающий момент Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат на валу червячного колеса, Н´м.

Таблица 7.1

Материалы для червячных колёс
Группа Наименование материала Метод отливки Механические характеристики, МПа

Рекомендуемый

предел скорости скольжения, vск , м/с

E
I Бр. ОФ10-1

1

2

З

М

230

250

140

200

0,75´105 £25
Бр. ОНФ10 1-1 3 Ц 290 170 1´105 £35

Бр. ОЦС6-6-3

Бр. ОЦС5-5-5

Бр. СуН7-2

4

5

6

7

З

М

Ц

180

200

220

180

90 0,75´105

£12

£25

II

Бр. АЖ9-4

Бр. АЖН10-4-4

Бр. АжМц10-2-1,5

8

9

10

11

12

13

З

М

Ц

М

Ц

М

400

500

500

600

600

500

200 1´105 £5
ЛАЖМц66-6-3-2

14

15

16

З

М

Ц

600

650

700

240 1´105 £5

ЛМцС58-2-2

ЛмцОС58-2-2

17

18

З

З

340

500

140

580

1´105 £5
III

СЧ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат12-28

СЧ15-32

СЧ18-36

19

20

21

З

280

320

360

1´105

£3

£3

£2

З – в землю, М – в железную форму, Ц – центробежный.

7.2 Определение допускаемых напряжений

В червячной паре наименее крепким элементом является червячное колесо, крепкость зубьев которого определяет их контактную выносливость и износостойкость. Аспектом этой прочности является контактное напряжение. Витки червя, сделанного из стали, существенно прочнее бронзовых либо металлических Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат зубьев колеса, потому витки червя на крепкость не рассчитывают.

Формулы для расчёта допускаемых контактных напряжений [s]н и допускаемых напряжений извива [s]F приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2 Допускаемые напряжения [s]н и [s]F

Группа

материала

Для расчёта зубьев
На крепкость рабочих поверхностей На изгибную выносливость
I
II
III

Тут [s]о н – начальное допускаемое напряжение для Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат расчёта на крепкость рабочих поверхностей зубьев червячного колеса, МПа (см. табл. 7.3); so F – предел изгибной выносливости материала червячного колес, МПа (см. табл. 7.3); [s]Нmax и [s]Fmax – предельное допускаемое напряжение для расчёта рабочих поверхностей зубьев и предельное напряжение извива для расчёта зубьев червячного колеса на краткосрочную пиковую Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат нагрузку, МПа (см. табл. 7.4); Cv - коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала I-ой группы и зависящий от vск последующим образом:

Vск £1 2 3 4 5 6 7 ³8
Сv 1,33 1,21 1,11 1,02 0,95 0,88 0,83 0,8

NНе и NFe – эквивалентное число циклов перемены напряжений соответственно при расчёте на контактную крепкость и на извив, вычисляемое по (3.2) и (3.9).

При всем этом выражения для коэффициентов приведения KHе Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат и KFe имеют вид:

(7.2)

где Т2i , ti , n2i – вращающие моменты на валу колеса, надлежащие им времена деяния и частоты вращения; Т2 и n2 – номинальный момент на валу колеса и частота его вращения.

Таблица 7.3

Значения [s]о н , so F и SF

Группа

материала

Для расчёта зубьев SF
На крепкость рабочих Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат поверхностей На изгибную выносливость
I 1,75
II
III 2,0

Примечания: 1). Огромные значения [s]о н для червей с твёрдыми (³HRC 45) шлифованными и полированными витками, наименьшие – в других случаях.

2). Для передач с расположением червя вне масляной ванны следует уменьшить на 15%.

Таблица 7.4

Значения [s]Нmax и [s]Fmax
Группа материала [s]Нmax [s]Fmax
I 4´sт 0,8´ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат;s7
II 2´sт
III 1,65´sU 0,75´sU
7.3 Выбор числа заходов червя и числа зубьев колеса

Число заходов червя z1 рекомендуется принимать зависимо от передаточного числа, отысканного при разбивке U0 по ступеням (см. раздел 2).

U 8¸14 14¸30 >30
z1 4 2 1

Тогда число зубьев колеса:

(7.3)

При всем этом z2min ³26, z2max £125.

7.4 Определение межосевого расстояния

Расчётное значение Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат межосевого расстояния находится по формуле:

(7.4)

где Т2 – момент на валу червячного колеса, Н´м; [s]2 Н – допускаемые контактные напряжения (см. п. 7.2); К' – приблизительное значение коэффициента нагрузки.

(7.5)

где К'v – высокоскоростной коэффициент, который для подготовительных расчётов при переменной нагрузке принимается равным единице K'v =1; К'b – коэффициент концентрации Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат нагрузки:

Значения исходного коэффициента концентрации нагрузки Ко1 b находятся по графику рис. 7.1, при неизменной нагрузке Ко1 b =1.

Рис. 7.1 Приблизительное значение Ко1 b

При крупносерийном и массовом производстве редукторов, также для стандартных редукторов приобретенное значение аw округляют до ближайших величин из табл. 7.5, для необычных редукторов и их мелкосерийном и Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат единичном выпуске – до наиблежайшего значения из ряда Ra 40.

Таблица 7.5

Межосевое расстояние аw и передаточные числа U по ГОСТ 2144-76
аw 40; 50; 63; 80; 100; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 400; 450; 500.
U 8; 9; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20; 22,4; 25; 28; 31,5; 40; 45; 50; 56; 63.
7.5 Осевой модуль

(7.6)

Приобретенное расчётом значение модуля округляется до наиблежайшего стандартного (см. табл. 7.6).

7.6 Коэффициент поперечника червя

(7.7)

Расчётное значение q округляется до наиблежайшего по табл. 7.6 в согласовании с модулем.

Таблица 7.6

Модули m Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат и коэффициенты

поперечника червя q по ГОСТ 19672-74

m 1,6 2 2,5 3,15 4 5 6; 3; 8; 10;12,5 16 20
q 10; 12,5; 16; 20 8 8; 10; 12,5; 16; 20 8; 10; 12,5; 16; 20 8; 10; 12,5; 16; 20 8; 10; 12,5; 16; 20 8; 10; 12,5; 14; 16; 20 8; 10; 12,5; 16; 20 8; 10

Примечание: хоть какому из сочетаний m и q соответствуют значения z1 =1,2 и 4.

7.7 Коэффициент смещения

(7.8)

Если х1, то нужно, варьируя значениями z2 и q повторить расчёт до получения -1£х£1. По мере надобности уменьшения q следует учесть, что из условия жёсткости вала червя qmin =0,212´z Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат2 . С уменьшением q возрастает угол подъёма витков червя l и, как следует, КПД передачи.

7.8 Углы подъёма витка червя

Делительный угол подъёма витка:

(7.9)

Исходный угол подъёма витка:

(7.9)

7.9 Уточнение коэффициента нагрузки

(7.10)

где Кv – высокоскоростной коэффициент, принимают зависимо от окружной скорости червячного колеса:

, м/с (7.12)

при v2 <3 м/с Кv =1 независимо от степени точности передачи, при v2 >3 м/с Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат значение Кv принимают равным КНv для цилиндрических косозубых передач с HB£350 и той же степенью точности, при аw £200 мм и n1 £1500 об/малый при любом U окружная скорость v2 <3 м/с и, как следует, Кv =1;

Кb - коэффициент концентрации нагрузки:

где q - коэффициент деформации червя (см. табл. 7.7); Х – коэффициент, учитывающий воздействие режима работы Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червя:

Тут Т2 – номинальный момент на валу колеса; Т2i , ti , n2i – вращающие моменты в диапазоне нагрузки передачи, надлежащие им времена работы и частоты вращения.

Таблица 7.7

Значения q, q и g

z1 q
8 10 12,5 14 16 20
1 g 7°7¢ 5°43¢ 4°35¢ 4°05¢ 3°35¢ 2°52¢
q 72 108 154 176 225 248
2 g 14°2¢ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат; 11°19¢ 9°5¢ 9°28¢ 7°7¢ 5°53¢
q 57 86 121 140 171 197
3 g 26°34¢ 21°48¢ 17°45¢ 15°57¢ 14°2¢ 11°19¢
q 47 70 98 122 137 157
7.10 Уточнение допускаемых контактных напряжений

Окружная скорость на исходном поперечнике червя:

(7.13)

тогда уточнённая скорость скольжения в зацеплении:

(7.14)

С учётом приобретенного значения vск уточняют значение допускаемого напряжения [s]н (см. п. 7.2).

7.11 Проверка передачи по контактным напряжениям

(7.15)

Если sн не Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат превосходит [s]н более чем на 5%, то ранее принятые характеристики передачи принимаются за окончательное. Если sн меньше [s]н на 20% и поболее, то нужно проверить возможность уменьшения размеров передачи, зачем следует повторить расчёт, уменьшив аw .

7.12 Определение геометрических размеров червячной передачи 7.12.1 Червь

Делительный поперечник: .

Исходный поперечник: .

Поперечник вершин витков Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат: .

Поперечник впадин витков: ,

где h* f =1,2 не считая эвольвентных червей, для которых h* f =1+0,2´Cos g.

Длина нарезанной части червя (см. табл. 7.8) .

Повышение длины нарезанной части червя на 3´m делают только для шлифуемых и фрезеруемых червей.

Таблица 7.8

Значения в 01

х z1 =1 и 2 z1 =4
-1
-0,5
0
+0,5
+1
7.12.2 Червячное колесо

Поперечник делительной (исходной) окружности: .

Поперечник вершин Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат зубьев: .

Больший поперечник: .

Поперечник впадин: .

Ширина венца: при z1 =1 и 2

при z1 =4.

7.13 Силы в червячном зацеплении

Окружная сила на колесе, равная осевой на черве:

(7.16).

Окружная сила на черве, равная осевой силе на колесе:

(7.17).

Круговая сила, раздвигающая червь и колесо:

(7.18)

7.14 Проверка передачи по напряжениям извива

(7.19)

где YF - коэффициент формы зуба Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат (см. табл. 7.9), зависящий от эквивалентного числа зубьев червячного колеса zv .

Таблица 7.9

Значения YF
zv YF
26 1,85
28 1,80
30 1,76
32 1,71
35 1,64
37 1,61
40 1,55
45 1,48
50 1,45
60 1,40
80 1,34
100 1,30
150 1,27
300 1,24

Если sн >[s]F , то следует, увеличив модуль m и другие размеры передачи, произвести повторный расчёт.

7.15 Проверка передачи на краткосрочную пиковую нагрузку

Наибольшие контактные напряжения:

(7.20)

Наибольшие напряжения извива:

(7.21)

При всем этом значение Т Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат2пик определяют в согласовании с (4.26).

7.16 Коэффициент полезного деяния

(7.22)

где j - угол трения (см. табл. 7.10).

Таблица 7.10

Приведённые коэффициенты

трения f и углы трения j

vск f j
0,01 0,1¸0,12 5°40¢¸6°50¢
0,1 0,08¸0,09 4°30¢¸5°10¢
0,25 0,065¸0,075 3°40¢¸4°20¢
0,5 0,055¸0,065 3°10¢¸3°40¢
1 0,045¸0,055 2°30¢¸3°10¢
1,5 0,04¸0,05 2°20¢¸2°50¢
2 0,035¸ Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат;0,045 2°00¢¸2°30¢
2,5 0,03¸0,04 1°40¢¸2°20¢
3 0,028¸0,035 1°30¢¸2°00¢
4 0,023¸0,030 1°20¢¸1°40¢
7 0,018¸0,026 1°00¢¸1°30¢
10 0,016¸0,024 0°55¢¸1°20
15 0,014¸0,020 0°50¢¸1°10¢

Для передач с колёсами из материалов II и III-ей групп следует принимать огромные из 2-ух в данном спектре значений величины f и j Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат.

7.17 Проверка червячного редуктора на нагрев

Поверхность остывания корпуса редуктора определяется по зависимости:

, м2 (7.23)

где аw в м.

При наличии вентилятора часть поверхности корпуса, обдуваемая им, определяется как .

Для удовлетворительной работы червячного редуктора, установленного на раме, нужно обеспечить условие:

1). Редуктор без искусственного остывания:

(7.24)

где N1 – мощность на валу червя, кВт; Кт Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат =9¸17 - коэффициент теплопотери (огромные значения для не плохих критерий остывания), Вт/м2 ; tраб – температура корпуса редуктора при установившемся режиме работы; t0 =20° – температура окружающего воздуха; y=0,25¸0,3 - коэффициент, учитывающий отвод тепла от корпуса в железную раму либо плиту (при установке редуктора на бетонном либо кирпичном фундаменте y=0); [t]раб =95°С – очень Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат допустимая температура нагрева масла в масляной ванне редуктора;

2). Редуктор с искусственным остыванием:

(7.25)

где Ктв коэффициент теплопотери обдуваемой части корпуса (см. табл. 7.11).

Таблица 7.11

nв , об/мин. 750 1000 1500 3000
Ктв, Вт/м2 ´°С 17 21 29 40

Тут nв – частота вращения вентилятора.

Если остывание вентилятором недостаточно, то используют водяное остывание либо наращивают размеры корпуса Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат редуктора.

ЛИТЕРАТУРА

1). Буланже А.В., Палочкина Н.В., Часовников Л.Д. Методические указания по расчёту зубчатых передч редукторов и коробок скоростей. Ч. I, ч. II. – М.: Изд. МВТУ, 1980.

2). Гузенков П.Г. Детали машин. – М.: Высш школа, 1982.

3). Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высш школа, 1984.

4). Курсовое проектирование деталей машин / В Расчёт зубчатых и червячных передач - реферат.Н. Кудрявцев, ю.А. Державец, И.И. Арефьев и др.; Под общей ред. В.Н. Кудрявцева. – Л.: Машиностроение, 1983.

5). Часовников Л.Д. Методические указания по расчёту червячной передачи. – М.: Издат. МВТУ, 1979.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ- 2

1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ-- 3

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА ПРИВОДА И ЕГО РАЗБИВКА ПО СТУПЕНЯМ-- 5

3. МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ-- 7

4. РАСЧ Расчёт зубчатых и червячных передач - рефератЁТ ЗАКРЫТОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ-- 10

5. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЁТА ОТКРЫТЫХ ЦИЛЛИНДРИЧЕСКИХ (КОНИЧЕСКИХ) ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ-- 18

6. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЁТ ЗАКРЫТОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ С ПРЯМЫМИ И С Радиальными ЗУБЬЯМИ ПРИ bm =35°- 19

7. РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ-- 24

ЛИТЕРАТУРА-- 32



raskritie-celi-svoej-zhizni.html
raskritie-finansovoj-otchetnosti.html
raskritie-informacii-o-zainteresovannih-licah.html