Технические расчеты
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Задание расчет параметров зубчатых колес

Рассчитать закрытую цилиндрические реверсивные прямозубые передачи, если:

а) N1=14 квт n1=735 об/мин., n2=210 об/мин.;

1. Определяем передаточное число: image001_4_ec41e933d0a1ad42ce65d4ad17f37770 Задание расчет параметров зубчатых колес

2. Находим вращающий момент на валу шестерни:

image002_7_f81e9bf355c24a61ccfec6364decd693 Задание расчет параметров зубчатых колес

Выбираем материалы зубчатых колес и вычисляем допускаемые напряжения. Назначаем для зубчатых колес стали с поверхностной закалкой до твердости > НВ350; по табл. П24 принимаем: для шестерни – сталь 50, для колеса – сталь 40 (при проектировании передач общего назначения не рекомендуется применять легированные стали).

По табл. П30 при поверхностной закалке определяем механические характеристики выбранных сталей:

для стали 50: HRC 50÷57, принимаем HRC’ 50,

image003_7_b131476a3a12197228fedb45b86b1fcb Задание расчет параметров зубчатых колес

для стали 40:HRC 38÷52, принимаем HRC’’45;

image004_7_76d4cb374af1b049aa2826921f11f010 Задание расчет параметров зубчатых колес

Принимая продолжительный срок эксплуатации передачи (Nц>25*107) для сталей с твердостью >НВ350, получаем: image005_7_15693c17aa2e5bf32754eaa4b69f202b Задание расчет параметров зубчатых колес.

По эмпирической формуле определяем допускаемые контактные напряжения для мате5риалов шестерни и колеса:

для шестерни: image006_7_f8a252f19adf7d84c9de6ba87579427d Задание расчет параметров зубчатых колес

для колеса: image007_7_73de0067a68fa391c3e08d37f9071b16 Задание расчет параметров зубчатых колес

image008_7_a4432e4cdffe2c685131ff28a265757c Задание расчет параметров зубчатых колес – расчетное допускаемое контактное напряжение (за расчетное принимают наименьшее допускаемое контактное напряжение).

При реверсивной работе передачи допускаемые напряжения изгиба определим как для симметричного цикла, предварительно вычислив соответствующие пределы выносливости:

image009_7_13972985a87dfffd7736c3e5c9e5a7ea Задание расчет параметров зубчатых колес

image010_7_f886c5a840443a40314c754d763ad982 Задание расчет параметров зубчатых колес

image011_7_da2d5d571ff629d9e7775bc7ca7c8358 Задание расчет параметров зубчатых колес

Допускаемый коэффициент запаса прочности и коэффициент концентрации напряжений найдем по табл. П31 и П31: image012_7_348e550369d7b34744bf1e2f87c37b6b Задание расчет параметров зубчатых колес

Следовательно, image013_7_c03c9eac0c8ece4a9f51133fa578fcfd Задание расчет параметров зубчатых колес

image014_7_947d4cc4cba536c55f7bd248089460bc Задание расчет параметров зубчатых колес

4. Назначаем величину коэффициента нагрузки при симметричном расположении колес относительно опор.

Принимаем К=1,3.

5. Выбираем коэффициенты ψ, ψm, g, а также число зубьев шестерни открытой передачи:

для закрытой передачи: image015_7_baf6c74d490be6d21c9a1d380d9c254b Задание расчет параметров зубчатых колес принимаем ψ=0,3; g=1;

для открытой передачи: image016_6_93acddd76e7dd1684ddc53f3e73fd0c4 Задание расчет параметров зубчатых колес – для обработанных зубьев, g=1,2÷2, z=17÷20; принимаем ψm=12; g=1,5 и z1=20.

6. Для закрытой передачи определяем межосевое расстояние:

image017_5_71a1d97575c7f5f2bf0160c08c866c82 Задание расчет параметров зубчатых колесВычисления модуля открытой передачи необходимо найти z2, y и наименьшее значение прочности характеристики зуба image018_7_1ade8be43c20f10de8c366afd4dbccc8 Задание расчет параметров зубчатых колес.

7. Определяем параметры передачи:

а) для закрытой передачи.

Определяем модуль:

image019_7_dde75fd96b8f7c92fdfe8563a8d82799 Задание расчет параметров зубчатых колес

По табл. П22 принимаем m=2,5 мм.

Определяем числа зубьев шестерни и колеса:

image020_6_a603db687d41bb5ae1a8e73bb1dfd6dc Задание расчет параметров зубчатых колес

Определяем диаметры делительных окружностей, окружностей выступов и впадин шестерни и колеса:

image021_6_919722b378ea9098725b9a3b3207933e Задание расчет параметров зубчатых колес

8. Уточняем межцентровое расстояние и определяем ширину зубчатых колес:

а) для закрытой передачи

image022_5_2e40db929c867d80f3d605cdb8836429 Задание расчет параметров зубчатых колес

принимаем b2=60 мм и b1=63 мм.

9. Определяем окружную скорость и назначаем степень точности передачи.

image023_6_d8c3c9f0f5a2e96525a1707472a45e36 Задание расчет параметров зубчатых колес

По табл. П25 принимаем 8-ю степень точности для открытой и закрытой передач.

10. Уточняем величину коэффициента нагрузки:

image024_6_87628267700679afe6611679dd96eba5 Задание расчет параметров зубчатых колес image025_5_8a7312caa4fd359d943c781de548086b Задание расчет параметров зубчатых колес

Для 8-й степени точности передачи и твердости ›НВ350: Кдин=1,4 – табл. П27 и Ккц – 1,2 – табл. П26 (для неприрабатывающихся колес).

К=КдинКкц=1,4*1,2=1,68 – приближенно принято одинаковым для закрытой и открытой передач.

11. Вычисляем силы, действующие в зацеплении:

а) для закрытой передачи:

image026_5_09a0a8fc0c636a2041261b255c47aff5 Задание расчет параметров зубчатых колес

12. Проверка расчетных напряжений.

Для закрытой передачи расчетные контактные напряжения:

image027_5_a15c4ec3a9c0e39d1c2c2941cd3d95f3 Задание расчет параметров зубчатых колесСопоставляем расчетные напряжения с допускаемыми:

image028_5_49d54be1b3a8d54f301a428723c1e169 Задание расчет параметров зубчатых колес

т. е. передача значительно перегружена.

Не изменяя межцентрового расстояния и не повышая степени точности передачи, попробуем снизить величину расчетного контактного напряжения за счет увеличения длины зуба (ширины венца колеса), оставаясь в границах image029_6_96682ec0df1a9a669234df8b2520ad9a Задание расчет параметров зубчатых колес.

Принимая b2=65 мм, а b1=68 мм, получаем:

image030_5_661e36f34b42bbb037320821f7a31048 Задание расчет параметров зубчатых колесВ этом случае: image031_6_ed87656ae7ad50eaee8641af5fc9a5ee Задание расчет параметров зубчатых колес

и контактную прочность зуба можно считать удовлетворительной.

Прочность на изгиб зубьев закрытой передачи проверим по формуле при наименьшем значении image032_6_0288f311ea743c371ec1eadd73c597d3 Задание расчет параметров зубчатых колес.

По табл. П29, интерполируя, находим image033_6_1fa2ac8fecd0917a19513fe644a8e2dd Задание расчет параметров зубчатых колес

Вычисляем прочностные характеристики:

image034_6_af337323c33ab10f425feae34ba7fb1d Задание расчет параметров зубчатых колес

image035_6_32bca6d8411463c90fec32b3945f9987 Задание расчет параметров зубчатых колес

Прочность зуба шестерни меньше, а поэтому проверку на выносливость при изгибе выполним для зуба шестерни:

image036_6_349541742e819208e28a960848be2d46 Задание расчет параметров зубчатых колес

Так как расчетное напряжение изгиба image037_6_b68a6bd7f7714b4c5e218b027c745872 Задание расчет параметров зубчатых колес значительно больше допускаемого image038_6_ea744ae7bc8e6ad7c206d8d4d3cdbd86 Задание расчет параметров зубчатых колес (на 48,7%), то запроектированная передача непригодна для эксплуатации.

В данном случае увеличивать длину зуба b2 и повышать степень точности передачи (для снижения величины коэффициента нагрузки) не целесообразно, так как image039_5_daaf632150ae98774d09d0bba60a1a30 Задание расчет параметров зубчатых колесблизко к предельному значению (image040_5_c2f8fc75cd437324d7cdbb28d88ca3ff Задание расчет параметров зубчатых колес), а повышение степени точности при image041_4_080a46df78dacc526ffc1bc4831c3690 Задание расчет параметров зубчатых колес приведет к неоправданному увеличению стоимости передачи. Кроме того, даже при image042_5_929e2e77685cded13cab24257f0ba39f Задание расчет параметров зубчатых колес – 7-я степень точности передачи, image043_5_ad3e3c9148f2be2c9d6057c934b807d3 Задание расчет параметров зубчатых колес будет превышать image044_5_c53194715ffaced4b274ae73afbcfd81 Задание расчет параметров зубчатых колес более чем на 5%.

Для получения необходимого соответствия между параметрами и прочностными характеристиками проектируемой передачи возможны два способа:

а) увеличить габариты передачи, т. е. увеличить А.

б) оставляя без изменения величину межцентрового расстояния А, увеличить модуль зацепления при пропорциональном сокращении числа зубьев.

а) Принимая А=20 мм, получаем: image045_5_695c5138390dae711ba08c7f286967f3 Задание расчет параметров зубчатых колесмм.

По табл. П22 принимаем m=3 мм.

image046_5_169d75474ef1a662e95c38b82d35b808 Задание расчет параметров зубчатых колес

Принимая z1=30, получаем image047_5_f36486faf18936928bf229f1c751eede Задание расчет параметров зубчатых колес

image048_5_81652b33ed0841ee978f0354f8fcf25d Задание расчет параметров зубчатых колес

Для получения А, выражающегося целым числом мм, увеличим z2 на один зуб, т. е. примем z2=106. Это приведет к крайне незначительному изменению передаточного числа, что не имеет практического значения. Тогда image049_5_000dff9bf8954bb9cba75da829b68156 Задание расчет параметров зубчатых колес

При этом image050_5_38fab3593e1c050c65957def41cc6906 Задание расчет параметров зубчатых колес

Принимаем b2=62 мм и b1=65 мм.

image051_5_389349fb94c558a984d3af6bec0fa720 Задание расчет параметров зубчатых колес

image052_3_5eca7db7bed895f5542dfbd138cbb0dc Задание расчет параметров зубчатых колест. е. можно оставить 8-ю степень точности и К=1,68.

Увеличим ширину колеса: image053_3_c34c396551cedf2c5f93637faea44f4c Задание расчет параметров зубчатых колес

Тогда image054_2_6d3cb5e33503dccc68f540abb43ce7c0 Задание расчет параметров зубчатых колес

т. е. превышает image055_2_c76d0f99fc144fd96a1d07be915f513b Задание расчет параметров зубчатых колес менее чем на 5%.

Итак, при А=204 мм, m=3 мм и b2=70 мм передача будет иметь достаточную прочность.

б) Примем m=4 мм и определим числа зубьев шестерни колеса:

image056_2_15585fb608538254c5e05e44f6972a9f Задание расчет параметров зубчатых колес

Проверим прочность зубьев на изгиб при наименьшем значении image032_6_0288f311ea743c371ec1eadd73c597d3 Задание расчет параметров зубчатых колес.

По табл. П29 находим image057_2_0dde90497b1816c14288dc64345e0b22 Задание расчет параметров зубчатых колес

Вычислим прочностные характеристики:image058_2_41588fa5b7ce1ff0a7657d2cc6b0bce6 Задание расчет параметров зубчатых колес

Так как прочность зубьев шестерни оказалась ниже прочности колес, то проверку выполняем по image059_2_197157b09666fa7ea9ec77896620ea79 Задание расчет параметров зубчатых колес и image060_2_cd23252de0f671ff70573b1aa86ee3ae Задание расчет параметров зубчатых колес

Расчетные напряжения превышают допускаемые на image061_2_06f17f6997a2390eb358a613587343fa Задание расчет параметров зубчатых колес что можно считать допустимым.

Определяем параметры зубчатых колес:

image062_2_c50cb0f210532b68fc038dc1227e62e1 Задание расчет параметров зубчатых колес