Пример выполнения расчетно-графической работы
7.1. Исходные данные
Передаваемая мощность 
= 1,8 кВт;
число оборотов ведущего вала 
= 1440 об/мин;
передаточное число и = 4;
тип передачи – прямозубая;
вид нагрузки – нереверсивная, постоянная;
срок службы редуктора h = 10000 часов;
материал шестерни – сталь 45 (улучшение);
материал колеса – сталь 35 (нормализация).
7.2. Определение допускаемых напряжений
7.2.1. Выбираем допускаемые напряжения при базовом числе циклов (табл. 5):
Шестерня Колесо
HB 207 – 250; HB 140 – 187;
= 234 МПа; 
= 165 МПа;
= 
; 
;
= 480 МПа; 
= 360 МПа;
; 
.
7.2.2. Определяем коэффициенты долговечности (3.10):
Эквивалентное число циклов:
Коэффициенты долговечности:
<1; 
<1;
принимаем: 
; 
;
<1; 
<1;
принимаем: 
; 
.
7.2.3. Допускаемые напряжения (3.8), (3.9):
= 480 МПа; 
= 360 МПа;
= 234 МПа; 
= 165 МПа.
7.3. Проектировочный расчет зубчатой передачи
7.3.1. Выбираем коэффициенты ширины зубчатого колеса:
По табл. 4 исходя из симметричного расположения колес относительно опор и твердости боковой поверхности зуба зубчатого колеса принимаем:
|
|
|
= 0,3; 
= 0,9.
7.3.2. Определяем ориентировочное межосевое расстояние:
,
(табл. 7);
;
(табл. 10);
выбираем меньшее из допускаемых напряжений для шестерни и колеса.
мм.
7.3.3. Принимаем числа зубьев зубчатых колес:
Число зубьев шестерни принимаем близким к минимальному значению:
, тогда 
.
7.3.4. Определяем модуль передачи:
мм,
принимаем ближайшее большее стандартное значение модуля, предпочтительнее из первого ряда:
m = 2,5 мм.
7.3.5. Уточняем межосевое расстояние:
мм.
7.3.6. Определяем ширину зубчатых колес:
мм,
принимаем ширину зубчатого колеса 
мм.
Ширину шестерни для компенсации возможной неточности сборки принимают на (1…2)m больше.
Принимаем: 
мм.
7.3.7. Расчет геометрических параметров зубчатых колес:
Шестерня
делительный диаметр:
мм;
диаметр вершин зубьев:
мм;
диаметр впадин:
мм.
Колесо:
делительный диаметр:
мм;
диаметр вершин зубьев:
мм;
диаметр впадин:
мм.
7.4. Определяем окружную скорость передачи:
м/с.
7.5. Выбираем степень точности:
|
|
|
По табл.3 в зависимости от окружной скорости выбираем степень точности 8 по ГОСТ 1643-80.
7.6. Расчет сил, действующих в зацеплении
7.6.1. Окружная сила:
Н.
7.6.2. Радиальная сила:
Н.
7.7. Проверочный расчет на контактную выносливость
7.7.1. Расчетное контактное напряжение:
,
- для прямозубых зубчатых колес,
- по табл. 7 для пары сталь – сталь,
.
7.7.2. Удельная окружная расчетная сила:
,
(табл. 9),
(табл. 11).
Н/мм.
Условие контактной прочности выполняется.
7.8. Проверочный расчет на изгибную выносливость
7.8.1. Расчетное напряжение изгиба:
,
; 
(табл. 8).
; 
;
Расчет ведем по зубчатому колесу, т.к. у него меньше отношение 
.
- для прямозубых зубчатых колес.
7.8.2. Удельная расчетная окружная сила:
,
(табл. 9),
(табл. 10),
(табл. 12).
Н/мм.
Условие контактной прочности выполняется.
7.9. Определение диаметра вала зубчатого колеса
мм.
Т.к. в опасном сечении имеется шпоночный паз, увеличиваем d на 10%, тогда d ³ 18,8 мм.
С учетом ступенчатой конструкции вала диаметр под посадку зубчатого колеса принимаем: 
30 мм.
|
|
|
7.10. Определение ширины ступицы зубчатого колеса
Ширину ступицы выбираем в зависимости от длины шпонки. Для диаметра вала 30 мм по табл.13 определяем размеры призматической шпонки 8´7 мм.
Для шпонки, изготовленной из малоуглеродистой стали, выбираем следующие допускаемые напряжения:
100 МПа;
80 МПа.
Рабочая длина шпонки из расчета на срез:
= 3 мм.
Рабочая длина шпонки из расчета на смятие:
11 мм,
где 
7 - 4 = 3 мм - высота выступающей части шпонки.
Для шпонки исполнения 1 полная длина составляет:
= 11 + 8 = 19 мм.
Т.к. полная длина шпонки меньше ширины зубчатого колеса, принимаем ширину ступицы равной ширине колеса.
7.11. Выбор размеров зубчатого колеса
Диаметр ступицы:
мм,
принимаем диаметр ступицы 
50 мм.
Толщина диска:
мм,
принимаем толщину диска 
10 мм.
Толщина обода:
мм,
принимаем толщину обода 
7 мм, тогда внутренний диаметр обода 
= 173,75 - 14 » 160 мм.
7.12. Отклонения размеров, шероховатость поверхностей, допуски взаимного расположения поверхностей.
Отклонения размеров зубчатого венца выбираются по табл. 1.28 и 1.43 [2, ч.1].
|
|
|
Шероховатость поверхностей зубьев выбирается по табл. 2.68 [2, ч.1].
Торцевое биение выбирается по табл.5.27 [2, ч.2]. Для рассматриваемого примера, исходя из степени точности и ширины зубчатого колеса, находим табличное значение 40 мкм и умножаем его на величину 
т.е. 
мкм.
Радиальное биение зубчатого венца выбираем по табл. 5.7 [2, ч.2]. Исходя из степени точности, модуля и диаметра делительной окружности, находим табличное значение 63 мкм.
Рабочий чертеж зубчатого колеса приведен на рис. 5.
Литература
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 2 ( 5-е изд., перераб. и доп.). – М.: Машиностроение, 1979.
2. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч./ Под ред. В.Д.Мягкова ( 5-е изд., перераб. и доп.). – Л.: Машиностроение, 1978.
3. ГОСТ 2.403-75. Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес.
4. ГОСТ 23360-78. Шпоночные соединения призматическими шпонками.
5. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для вузов ( 3-е изд., перераб. и доп.). – М.: Машиностроение, 1974.
6. Сборник задач по технической механике (2-е изд., перераб.) / Под ред.Г.М.Ицковича. – Л.: Судостроение, 1968.
7. Шахматов Д.Т. Основы конструирования механизмов: Учебное пособие. – Обнинск: Обнинский институт атомной энергетики, 1990.
8. Шахматов Д.Т. Расчеты механических зубчатых передач: Учебное пособие. – Обнинск: Обнинский институт атомной энергетики, 1982.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………….3
1. Содержание расчетно-графической работы…………………...3
2. Указания к выполнению расчета зубчатой передачи…………6
3. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы……………………………………………………………….6
3.1. Основные формулы для расчета цилиндрической зубчатой передачи…………………………………………………………….6
3.1.1. Расчетное контактное напряжение…………………………6
3.1.2. Расчетное напряжение изгиба зубьев………………………8
3.1.3. Проектировочный расчет на контактную выносливость…8
3.2. Допускаемые напряжения…………………………………….8
3.3. Определение диаметра вала зубчатого колеса………………9
3.4. Определение ширины ступицы……………………………...10
3.5. Рекомендации по выбору размеров зубчатого колеса……..11
4. Справочные материалы для расчета зубчатой передачи…….12
5. Справочные материалы для проектирования шпоночного соединения………………………………………………………...20
6. Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес……………………………………………………………….22
7. Пример выполнения расчетно-графической работы………...24
Литература………………………………………………………...
Редактор З.И.Сныкова
Компьютерная верстка Е.Л.Борисенко
ЛР №020713 от 27.04.1998
Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 143; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!