Проверочный расчет цилиндрических зубчатых передач
Проверить напряжения изгиба зубьев шестерни σ F 1 и колеса σ F 2, Н/мм2:
где m – модуль зацепления, мм;
b 2 – ширина зубчатого венца колеса, мм;
Ft – окружная сила в зацеплении, Н;
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; - для прямозубых колес = 1. Для косозубых колес зависит от степени точности передачи, определяемой по таблице 10 и выбирается из таблицы 12.
Таблица 12 – Значения для косозубых колес в зависимости от степени точности
Степень точности | 6 | 7 | 8 | 9 |
Коэффициент | 0,72 | 0,81 | 0,91 | 1,0 |
- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся колес = 1;
- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи (таблица 11);
и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Определяются по таблице 13 интерполированием в зависимости от числа зубьев шестерни z1 и колеса z2 для прямозубых колес. Для косозубых колес – в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса (где - угол наклона зубьев);
- коэффициент, учитывающий наклон зуба.
Если при проверочном расчете σ F значительно меньше [σ] F, то это допустимо, так как нагрузочная способность зубчатых передач ограничивается контактной прочностью.
Если σ F > [σ] F, свыше 5%, то надо увеличить модуль, соответственно пересчитать числа зубьев шестерни и колеса и повторить проверочный расчет на изгиб. При этом межосевое расстояние не меняется, а следовательно, не нарушается контактная прочность передачи.
|
|
Таблица 13 – Коэффициенты формы зуба и
z1 или z2 | z1 или z2 | z1 или z2 | z или zV | z или zV | z или zV | ||||||
18 | 4,28 | 24 | 3,92 | 30 | 3,80 | 45 | 3,66 | 71 | 3,61 | 180 | 3,62 |
19 | 4,27 | 25 | 3,90 | 32 | 3,78 | 50 | 3,65 | 80 | 3,61 | 3,63 | |
20 | 4,07 | 26 | 3,88 | 35 | 3,75 | 60 | 3,62 | 90 | 3,60 | ||
22 | 3,98 | 28 | 3,81 | 40 | 3,70 | 65 | 3,62 | 100 | 3,60 | ||
Примечание. Коэффициенты формы зуба соответствуют коэффициенту смещения инструмента х = 0 |
Расчет закрытой конической зубчатой передачи
4.6.1 Проектный расчет
Рисунок 4 – Геометрические параметры конической зубчатой передачи
1) Определить главный параметр – внешний делительный диаметр колеса de 2, мм:
где значения Т2, Н˖м; [σ]Н, Н/мм2;
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца. Для прирабатывающихся колес:
- с прямыми зубьями = 1,
- с круговыми зубьями = 1,1;
- коэффициент вида конических колес:
- для прямозубых колес = 1;
- для колес с круговыми зубьями при твердости колеса и шестерни Н 350 НВ = 1,85;
- для колес с круговыми зубьями при твердости колеса Н 350 НВ и шестерни Н 45 HRC = 1,5.
|
|
Полученное значение внешнего делительного диаметра de 2 для нестандартных передач округлить до ближайшего числа стандартного ряда Ra 20 ГОСТ 6636 – 69.
2) Определить углы делительных конусов шестерни δ1 и колеса δ2:
Точность вычислений до пятого знака после запятой.
3) Определить внешнее конусное расстояние R е, мм:
Значение R е до целого числа не округлять.
4) Определить ширину зубчатого венца шестерни и колеса b, мм:
где - коэффициент ширины венца.
Значение b округлить до целого числа стандартного ряда Ra 40 ГОСТ 6636 – 69.
5) Определить внешний окружной модуль me для прямозубых колес, mte для колес с круговыми зубьями, мм:
где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца. Для прирабатывающихся колес с прямыми зубьями = 1, с круговыми зубьями = 1,08;
- коэффициент вида конических колес. Для прямозубых колес
= 0,85, для колес с круговыми зубьями = 1.
Значение модуля определить с точностью до двух знаков после запятой и до стандартного значения не округлять. В силовых закрытых конических передачах принять .
6) Определить число зубьев колеса z2 и шестерни z1:
|
|
Полученные значения числа зубьев колеса z2 и шестерни z1 округлить в ближайшую сторону до целого числа. Из условия уменьшения шума и отсутствия подрезания зубьев рекомендуется принять - для колес с круговыми зубьями, - для прямозубых колес.
7) Определить фактическое передаточное число u Ф и проверить его отклонение Δ u от расчетного u:
При невыполнении нормы отклонения передаточного числа следует пересчитать числа зубьев шестерни и колеса.
8 )Определить действительные углы делительных конусов шестерни δ1 и колеса δ2:
8) Для конических передач с разностью твердостей шестерни и колеса НВ1СР – НВ2СР 100 выбрать из таблицы 14 коэффициент смещения инструмента хе1 для прямозубой шестерни и х n 1 для шестерни с круговым зубом. Коэффициенты смещения колес соответственно хе2 = - хе1 и х n 2 = - х n 1. Если НВ1СР – НВ2СР > 100, то х1 = х2 = 0.
Для передач, у которых числа зубьев и передаточное число отличаются от указанных в таблице 14, коэффициенты хе1 и х n 1 принимают с округлением в большую сторону.
Таблица 14 – Коэффициенты смещения хе1 и х n 1 для шестерен конических передач
z1 | хе1 при передаточном числе u | х n 1 при передаточном числе u
| ||||||||||
2,0 | 2,5 | 3,15 | 4,0 | 5,0 | 2,0 | 2,5 | 3,15 | 4,0 | 5,0 | |||
15 | 0,40 | 0,45 | 0,48 | 0,50 | 0,51 | 0,27 | 0,31 | 0,33 | 0,35 | 0,36 | ||
16 | 0,38 | 0,43 | 0,46 | 0,48 | 0,49 | 0,26 | 0,30 | 0,32 | 0,34 | 0,35 | ||
18 | 0,36 | 0,40 | 0,43 | 0,45 | 0,46 | 0,24 | 0,27 | 0,30 | 0,32 | 0,32 | ||
20 | 0,34 | 0,37 | 0,40 | 0,42 | 0,43 | 0,22 | 0,26 | 0,28 | 0,29 | 0,29 | ||
25 | 0,29 | 0,33 | 0,36 | 0,38 | 0,39 | 0,19 | 0,21 | 0,24 | 0,25 | 0,25 | ||
30 | 0,25 | 0,28 | 0,31 | 0,33 | 0,34 | 0,16 | 0,18 | 0,21 | 0,22 | 0,22 | ||
40 | 0,20 | 0,22 | 0,24 | 0,26 | 0,27 | 0,11 | 0,14 | 0,16 | 0,17 | 0,17 |
9) Определить фактические внешние диаметры шестерни и колеса, мм:
Диаметры | Для прямозубой передачи | Для передачи с круговым зубом |
Делительный: | ||
- шестерни | ||
- колеса | ||
Вершин зубьев: | ||
- шестерни | ||
- колеса | ||
Впадин зубьев: | ||
- шестерни | ||
- колеса |
Точность вычисления делительных диаметров колес до 0,01 мм. Дальнейшие расчеты и конструирование ведутся по расчитанным геометрическим параметрам передачи.
10) Определить средний делительный диаметр шестерни d 1 и колеса d 2, мм:
Значения d 1 и d 2 округлить до 0,01мм.
4.6.2 Проверочный расчет
1) Проверить контактные напряжения σН, Н/мм2:
где - окружная сила в зацеплении, Н;
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями колес (см. рисунок 3);
- Коэффициент динамической нагрузки. Определяется по таблице 11 в зависимости от окружной скорости колес , м/с и степени точности передачи (см. таблицу 10).
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца. Для прирабатывающихся колес:
- с прямыми зубьями = 1,
- с круговыми зубьями = 1,1;
Значения линейных размеров – мм; значения вращающих моментов - Н˖м; значения напряжений – Н/мм2; угловая скорость – с-1.
Допускаемая недогрузка передачи (σН < [ σ ]Н) не более 10% и перегрузка (σН > [ σ ]Н) до 5%. Если условие прочности не выполняется, то следует изменить ширину венца колеса и шестерни b. Если эта мера не даст должного результата, то либо надо увеличить внешний делительный диаметр de2, либо назначить другие материалы колес или другую термообработку, пересчитать допускаемые контактные напряжения и повторить весь расчет передачи.
2) Проверить напряжения изгиба зубьев шестерни σF1 и колеса σF2, Н/мм2;
=1 – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями прямозубых колес и колес с круговыми зубьями;
- коэффициент динамической нагрузки. Определяется аналогично коэффициенту по таблице 10;
и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Определяются по таблице 15 интерполированием в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса :
- для прямозубых колес:
- для колес с круговыми зубьями:
где = 350 – угол наклона зубьев;
- коэффициент, учитывающий наклон зуба;
- допускаемы напряжения изгиба шестерни и колеса соответственно, Н/мм2.
Если при проверочном расчете σ F значительно меньше [σ] F, то это допустимо, так как нагрузочная способность большинства зубчатых передач ограничивается контактной прочностью. Если σ F > [σ] F более чем на 5%, то надо увеличить модуль, пересчитать числа зубьев шестерни и колеса и повторить проверочный расчет на изгиб. При этом внешний делительный диаметр колеса de 2 не изменяется, следовательно, не нарушается контактная прочность зубьев передачи.
Таблица 15 – Коэффициент формы зуба YF
zV | Коэффициент смещения режущего инструмента х | ||||||||||
17 | - | - | - | - | 4,5 | 4,27 | 4,03 | 3,83 | 3,67 | 3,53 | 3,4 |
20 | - | - | - | 4,55 | 4,28 | 4,07 | 3,89 | 3,75 | 3,61 | 3,5 | 3,39 |
25 | - | 4,6 | 4,39 | 4,2 | 4,04 | 3,9 | 3,77 | 3,67 | 3,57 | 3,48 | 3,39 |
30 | 4,6 | 4,32 | 4,15 | 4,05 | 3,9 | 3,8 | 3,7 | 3,62 | 3,55 | 3,47 | 3,4 |
40 | 4,12 | 4,02 | 3,92 | 3,84 | 3,77 | 3,7 | 3,64 | 3,58 | 3,53 | 3,48 | 3,42 |
50 | 3,97 | 3,88 | 3,81 | 3,76 | 3,7 | 3,65 | 3,61 | 3,57 | 3,53 | 3,49 | 3,44 |
60 | 3,85 | 3,79 | 3,73 | 3,7 | 3,66 | 3,63 | 3,59 | 3,56 | 3,53 | 3,5 | 3,46 |
80 | 3,73 | 3,7 | 3,68 | 3,65 | 3,62 | 3,61 | 3,58 | 3,56 | 3,54 | 3,52 | 3,5 |
100 | 3,68 | 3,67 | 3,65 | 3,62 | 3,61 | 3,6 | 3,58 | 3,57 | 3,55 | 3,53 | 3,52 |
180 | 3,62 | 3,62 | 3,62 | 3,62 | 3,62 | 3,62 | 3,60 | 3,59 | 3,58 | 3,56 | 3,54 |
3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 | 3,63 |
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 357; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!