Записать и произвести расчеты.
Ход урока.
1.При помощи учебника самостоятельно законспектировать тему.
2. При конспектировании можно использовать литературу - О.А.Ряховский, А.В.Клыпин « Детали машин » .
Тема урока.
Лабораторная работа № 7. Расчет зубьев цилиндрической передачи на контактную прочность, на прочность на изгибе.
Ход урока
Расчет зубьев цилиндрической косозубой и шевронной передачи на изгиб.
Расчет на изгиб косых и шевронных зубьев аналогичен расчету прямых зубьев.
Так как в косозубой и шевронной передачах значительно прочнее прямых зубьев, то соответственно в расчетные формулы (3.5), (3.9) вводят коэффициенты, учитывающие повышение прочности при изгибе по сравнению с прямыми зубьями.
Коэффициент формы зуба 
выбирают по табл.3.2 в зависимости от эквивалентного числа зубьев приведенного колеса (см. рис. 3.44, с. 91 Мархель):
,
где 
- число зубьев приведенного (эквивалентного) колеса в сеченииБ-Б (рис. 3.44,.91); 
- фактическое число зубьев; 
- угол наклона зубьев.
Вопрос: Как влияет угол наклона зубьев на величину осевой силы?
- Осевая сила возрастает с увеличением угла .
Если зубчатое колесо рассечь нормальной плоскостью (см. рис. 3.44), то в сечении начального цилиндра получим эллипс с полуосями 
и 
. Профиль зуба в опасном сечении близок профилю прямого зуба модуля 
, который расположится на цилиндрическом колесе радиусом 
, равным радиусу кривизны эллипса. Это колесо называется эквивалентным (приведенным) колесом. Радиус кривизны эллипса 
. Диаметр эквивалентного колеса 
. Если в последнее выражение подставить 
, то получится число зубьев эквивалентного колеса (эквивалентное число зубьев):
|
|
|
или 
.
Вопрос: При одних и тех же силовых параметрах передачи косозубая передача по сравнению с прямозубой имеет меньшие или большие габариты?
- По условиям прочности габаритные размеры косозубых передач меньше, чем у прямозубых.
Несущая способность шевронных и косозубых колес выше, чем прямозубых. Повышение выносливости зубьев отражено в формуле для определения расчетных напряжений двумя дополнительными коэффициентами, не встречающимися в формуле (3.22) для прямозубых колес.
Для проверочного расчета косых зубьев служит формула:
(3.25)
Здесь введен коэффициент 
для компенсации погрешности, возникающей из-за применения той же расчетной схемы зуба как балки, что и в случае прямых зубьев. Этот коэффициент определяют по формуле:
,
где 
- угол наклона делительной линии зуба, градусы.
Коэффициент 
учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями. Для узких зубчатых колес, у которых коэффициент осевого перекрытия
|
|
|
,
коэффициент 
. При 
этот коэффициент определяют по формуле:
,
где 
- коэффициент торцевого перекрытия;
- степень точности зубчатых колес.
При учебном проектировании можно принимать среднее значение 
и степень точности 8-ю, тогда 
.
Рассчитывать на выносливость при изгибе надо то зубчатое колесо, для которого соотношение 
меньше.
3.3. Расчет зубьев цилиндрической косозубой и шевронной передач на контактную прочность.
Расчет на контактную прочность косозубых и шевронных колес производят аналогично расчету прямозубых колес, он является основным. Расположение зубьев в косозубом зацеплении повышает коэффициент перекрытия зубьев, что уменьшает нагрузку на один зуб и повышает контактную прочность, увеличивает прочность зубьев на изгиб, уменьшает динамические нагрузки. Для учета повышения контактной прочности косых зубьев по сравнению с прямыми в формулу для расчета 
прямозубой передачи 
вводят поправочные коэффициенты.
Контактные напряжения, возникающие в поверхностном слое косых зубьев:
(3.25).
где 
- коэффициент, учитывающий механические свойства материала сопряженных зубчатых колес. Для стали принимают: 
; коэффициент Пуассона 
. При этих значениях:
|
|
|
;
- безразмерный коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления (для косозубых колес при 
; 
; 
;для шевронных колес 
).
-безразмерный коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; для косозубых передач среднее значение 
, где - степень перекрытия;
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями (выбирается по табл.3.7;
Таблица 3.7
Значения коэффициента для косозубых и шевронных передач
| Степень точности | Окружная скорость | ||||
| До 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | |
| 6 | 1 | 1,02 | 1,03 | 1,04 | 1,05 |
| 7 | 1,02 | 1,05 | 1,07 | 1,10 | 1,12 |
| 8 | 1,06 | 1,09 | 1,13 | - | - |
| 9 | 1,1 | 1,16 | - | - | - |
| Примечание. Для прямозубых колес | |||||
, м/с
(табл.3.1), 
(табл.3.8) - коэффициенты режима работы;
Таблица 3.1.
Ориентировочные значения коэффициента для зубчатых передач
редукторов, работающих при переменной нагрузке
| Расположение зубчатых колес относительно опор | Твердость поверхностей зубьев | |
| 
| |
| Симметричное Несимметричное Консольное | 1,0-1,15 1,10-1,25 1,20 | 1,05-1,25 1,15-1,35 1,25-1,45 |
Таблица 3.8.
Значения коэффициента 
|
|
|
| Передача | Твердость зубьев | Окружная скорость | |||
| До 5 | 10 | 15 | 20 | ||
| Степень точности | |||||
| 8 | 8 | 7 | 7 | ||
| Прямозубая | До 
| 1,05 1,10 | - - | - - | - - |
| Косозубая и шевронная | До
| 1,0 1,0 | 1,01 1,05 | 1,02 1,07 | 1,05 1,10 |
- коэффициент длины зуба ( 
-табл.3.9);
Таблица 3.9
Значения коэффициента 
|
| Твердость поверхностей зубьев | |||||
|
|
| |||||
| I | II | III | I | II | III | |
| 0,4 | 1,15 | 1,04 | 1,0 | 1,33 | 1,08 | 1,02 |
| 0,6 | 1,24 | 1,06 | 1,02 | 1,50 | 1,14 | 1,04 |
| 0,8 | 1,30 | 1,08 | 1,03 | - | 1,21 | 1,06 |
| 1,0 | - | 1,11 | 1,04 | - | 1,29 | 1,09 |
| 1,2 | - | 1,15 | 1,05 | - | 1,36 | 1,12 |
| 1,4 | - | 1,18 | 1,07 | - | - | 1,16 |
| 1,6 | - | 1,22 | 1,09 | - | - | 1,21 |
| 1,8 | - | 1,25 | 1,11 | - | - | - |
| 2,0 | 1,30 | 1,14 | - | - | - | |
| Примечание. Данные, приведенные в столбце I, относятся к передачам с консольным расположением зубчатого колеса;II– к передачам с несимметричным расположением колес по отношению к опорам;III– к передачам с симметричным расположением. | ||||||
- межосевое расстояние, мм;
- передаточное отношение;
- момент на колесе, 
;
- допускаемое контактное напряжение, МПа.
После подстановки указанных значений коэффициентов в формулу (3.25)
получим условия для проверочного расчета косозубых передач:
(3.6)
Допускаемые нормальные контактные напряжения определяют как и для рассмотренных прямозубых передач. Часо материалы для шестерни и колеса выбирают одинаковыми. Разные допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса обеспечиваются путем их различной термической обработки. В качестве допускаемого контактного напряжения (для косозубых и шевронных цилиндрических передач принимают значение немного меньше среднего арифметического между значениями 
и 
, т.е.:
(3.27)
где и 
- допускаемые контактные напряжения соответственно для шестерни и колеса; после определения этих величин следует проверить выполнение условия:
,
т.е. допускаемое не может быть принято большим, чем 
, т.к. 
, как правило, равно 
.
Записать и произвести расчеты.
Расчет на изгиб косых и шевронных зубьев аналогичен расчету прямых зубьев.
Расчет зубьев цилиндрической косозубой и шевронной передач на контактную прочность.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 165; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!