Пример проектировочного расчета зубчатой цилиндрической косозубой передачи внешнего зацепления
Рассчитать зубчатую цилиндрическую косозубую передачу одноступенчатого редуктора с моментом на выходе Т2 = 900 Н∙м.
Частоты вращения входного и выходного валов передачи равны п1 =210 об/мин и п2 = 70 об/мин соответственно, т. е. передаточное число и = 3.
Передача нереверсивная, с симметричным расположением шестерни относительно опор. Время безотказной работы t = 10 000 часов в тяжелом режиме нагружения.
В качестве параметров исходного контура инструмента принять:
= 1 - коэффициент высоты головки зуба;
= 1 - коэффициент высоты ножки зуба;
с* = 0,25 - коэффициент радиального зазора;
α = 20° - угол профиля рейки.
Расчет
1. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений
1.1. Выбор материалов для колеса и шестерни по таблице 2.1.1
Зубчатые колеса изготовлены из стали 40Х, закаленной по поверхности до твердости Н R С 45…50, термообработка типа «улучшение» с последующей закалкой ТВЧ по контуру до заявленной твердости.
1.2. Допускаемые контактные напряжения
шестерня ,
колесо .
1.2.1.Пределы контактной выносливости по таблице 2.1.2
;
;
1.2.2. Коэффициент запаса прочности .
1.2.3. Коэффициенты долговечности:
шестерни , принимаем ;
,
колеса ,
(табл.2.1.3)
1.3. Допускаемые напряжения изгиба
шестерни
колеса
1.3.1. Пределы выносливости зубьев при изгибе по таблице 2.1.4.
; .
1.3.2. Коэффициент запаса прочности .
1.3.3. Коэффициенты долговечности:
,
|
|
;
;
Принимаем и .
1.3.4. Коэффициент чувствительности к реверсивной работе
(нереверсивная работа).
2. Определение межосевого расстояния а w (мм) из условия прочности по контактным напряжениям
2.1. Коэффициент ширины зубчатого венца относительно межосевого расстояния (симметричное расположение относительно опор).
2.2. Коэффициент концентрации нагрузки
,
;
2.3. Коэффициент динамичности нагрузки на этапе проектировочного расчета КН v = 1,0.
2.4. Коэффициент неравномерности нагружения зубьев на этапе проектировочного расчета КНα = 1,05.
2.5. Вспомогательный коэффициент Ка = 430 для косозубых и шевронных передач (ГОСТ 21354 – 87).
Полученную величину межосевого расстояния округляем до ближайшего значения из нормального ряда (см. табл. 2.2.2). Принимаем aw = 130 мм.
3. Определение ширины колеса
4. Определение ширины шестерни
5. Предварительное значение делительного диаметра колеса
6. Определение ориентировочного значения модуля из расчета прочности по напряжениям изгиба
,
6.1. Поправочный коэффициент для косозубых передач .
6.2. Коэффициент расчетной нагрузки KF = KFβKFv = 1,12.
6.2.1. KFβ = 1,124 – коэффициент концентрации нагрузки при расчете напряжений изгиба (см. табл. 2.6.1);
|
|
6.2.2. KFv =1,0 – коэффициент динамичности нагрузки (значение, обычно принимаемое на этапе предварительного расчета).
В качестве значения модуля принимаем величину из нормального ряда (ГОСТ 9563 - 80), удовлетворяющуя условию mn ≥ mno (см. табл.2.6.2), ориентируясь на рекомендацию mn = (0,01…0,02)·aw. В данном случае mn = 2 мм.
7. Определение чисел зубьев колеса и шестерни и угла наклона зубьев
β min – минимальный угол наклона зубьев (для косозубых и шевронных передач):
суммарное число зубьев ;
Значение zΣ округляем до целого в сторону уменьшения, а именно zΣ = 128;
число зубьев шестерни ;
число зубьев колеса
7.1. Уточнение фактического передаточного числа по принятым значениям чисел зубьев:
;
Отклонение фактического передаточного числа от заданного не должно превышать 4%: .
7.2. Определение действительного угла наклона зубьев
.
8. Определение основных геометрических параметров передачи (рис. 9)
8.1. Межосевое расстояние
8.2. Диаметры делительных окружностей
шестерни
колеса .
Передачу проектируем без смещения, полагая х1 = 0 и х2 = 0.
8.3. Диаметры вершин зубьев
шестерни ,
колеса
8.4. Диаметры впадин зубьев
шестерни ,
колеса
|
|
8.5. Коэффициенты перекрытия:
торцового ,
осевого .
9. Проверка выполнения условия прочности по контактным напряжениям
,
9.1. (для стальных колес , );
9.2. ;
9.3. ;
9.4. 1,01 (выбираем по табл. 2.9.1 в зависимости от твердости рабочей поверхности, степени точности и окружной скорости);
9.4.1. Линейная окружная скорость
9.4.2. Рекомендуемое значение степени точности (при β > 0)
Поскольку на практике детали изготавливаются со степенью точности не ниже 8-й, то назначаем .
9.5.
;
;
Полученное расчетное контактное напряжение должно находиться в интервале , то есть
Условие прочности по напряжениям контакта для проектируемой передачи можно считать выполненным.
10. Проверка выполнения условия прочности по напряжениям изгиба
,
10.1. Коэффициент неравномерности нагружения зубьев для косозубых передач ;
10.2. Коэффициент формы зуба определяем при помощи графика, представленного на рисунке 10. Вначале определяем приведенные числа зубьев шестерни и колеса:
,
.
Соответственно получаем: Y F 1 = 3,75; YF 2 = 3,6.
10.3. Коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев для косозубых и шевронных передач можно приближенно рассчитать по формуле
;
10.4. Коэффициент динамичности нагрузки К Fv = 1,04 (табл. 2.9.1).
|
|
Тогда для шестерни и колеса соответственно имеем:
;
.
Условие прочности по напряжениям изгиба для проектируемой передачи можно считать выполненным.
11. Силы в зацеплении:
окружная ,
радиальная ,
осевая
По полученным размерам передачи можно выполнить конструирование зубчатых колес (см. главу 4).
Глава 4
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 263; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!