- •Кафедра Детали машин и тмм зубчатые и червячные передачи
- •Часть I. Проектировочный расчет
- •1. Материалы и термообработка
- •1.1. Зубчатые передачи
- •1.2. Червячные передачи
- •2. Режим работы и число циклов перемены
- •2.1. Режим работы передачи
- •2.2. Эквивалентное число циклов изменения напряжений
- •2.3. Базовое число циклов перемены напряжений
- •3. Допускаемые напряжения
- •3.1. Зубчатые передачи
- •3.2. Червячные передачи
- •4. Коэффициенты расчетной нагрузки
- •4.1. Зубчатые передачи
- •4.2. Цилиндрические зубчатые передачи
- •4.3. Конические зубчатые передачи
- •4.4. Червячные передачи
- •5. Проектировочный расчет передач
- •5.1. Цилиндрические зубчатые передачи
- •Расчетная величина m округляется до ближайшей большей по гост 9563-60 :
- •5.2. Особенности расчета цилиндрических зубчатых передач
- •5.3 Конические зубчатые передачи
- •5.4. Червячные передачи с цилиндрическими червяками
- •6. Список использованных источников
- •Содержание
5.3 Конические зубчатые передачи
5.3.1. Согласно ГОСТ 12289 [6] предпочтительными для применения в редукторах являются колеса с круговыми зубьями, преимущественно со средним углом наклона зубьев m = 350. Открытые передачи выполняют с прямыми зубьями.
Зубья обрабатывают на специальных станках для нарезания конических колес. Зубья круговой формы нарезаются методом обкатки, инструментом служит зуборезная головка со специальными резцами. Основными параметрами ее являются номинальный диаметр d0 и развод резцов W, которые регламентированы по ГОСТ 11902-66.
Зубья конических колес в осевом сечении выполняют трех форм (рис.5.3).
Ф орма зуба I (пропорционально понижающиеся зубья) – вершины конусов делительного (начального) и впадин сходятся в общей точке О. Эта форма является основной для прямозубых и косозубых (тангенциальных) колес. Ее применяют и для круговых зубьев при mmn 2 и zC = z12 + z22 25.
Форма зуба II (понижающиеся зубья) – вершины конусов делительного О
Рис.5.3. Осевые формы зубьев конических колес по ГОСТ 19325-73
и впадин Оf смещены вдоль оси относительно друг друга. Эта форма позволяет одним инструментом обрабатывать сразу обе поверхности зубьев и является основной для круговых зубьев при zC = 24…100, особенно в массовом производстве.
Форма зуба III (равновысокие зубья) – образующие конусов впадин Оf и вершин Оа параллельны образующей делительного конуса О. Эта форма имеет ограниченное применение для круговых зубьев при mmn 2 мм, m 250 и
zC 100.
5.3.2. Проектировочный расчет конических передач начинается с определения диаметра внешней делительной окружности колеса de2 из условия сопротивления контактной усталости активных поверхностей зубьев:
d e2= 960 T2uKH / [(1 – Kbe)KbeHHP2] (5.15)
Коэффициент ширины зубчатого венца по внешнему конусному расстоянию Kbe = b/Re в проектировочном расчете принимают равным 0,285.
Тогда формула (5.15) будет иметь вид:
d e2= 1640 T2uKH / (HHP2), (5.16)
где H – коэффициент, учитывающий влияние вида конической передачи:
-- для прямых зубьев H = 0,85;
-- для круговых зубьев [2, c.197] – по табл.5.1.
Таблица 5.1. Коэффициент H
Твердость зубьев |
Н1 и Н2 350 НВ |
Н1 45 HRCЭ Н2 350 НВ |
Н1 и Н2 45 HRCЭ |
H |
1,22 + 0,21u |
1,13 + 0,13u |
0,81 + 0,15u |
Передаточное число u ступени должно соответствовать ГОСТ 12289:
1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3.
Диаметр внешней делительной окружности колеса de2 округдяется до ближайшего большего значения de2 по ГОСТ 12289 :
1-й ряд : 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560 и т.д.
2-й ряд : 56; 71; 90; 112; 140; 180; 225 мм.
Допускаемое отклонение фактического de2 (после его округления) от стандартного – не более 3%.
5.3.3. Диаметр внешней делительной окружности шестерни
de1 = de2 /u. (5.17)
5.3.4. Внешнее конусное расстояние, мм,
Re = 0,5 de2 (u2 + 1)1/2 / u (5.18)
5.3.5. Ширина зубчатого венца, мм, b = KbeRe или для круговых зубьев b = 0,285Re с округлением до целого числа; b1 = b2 = b.
После этого уточняется фактическое значение Kbe = b/Re.
5.3.6. Диаметр средней делительной окружности:
dm = de (1 – 0,5 Kbe) (5.19)
5.3.7. Числа зубьев шестерни z1 предварительно определяют по графикам: для прямых зубьев по рис.5.4 а; для круговых зубьев по рис.5.4 б.
Действительное число зубьев z1 устанавливают в зависимости от твердости зубьев Н по табл.5.2.
Таблица 5.2. Действительное число зубьев z1 iшестерни
Твердость зубьев |
Н1 и Н2 350 НВ |
Н1 45 HRCЭ Н2 350 НВ |
Н1 и Н2 45 HRCЭ |
z1 |
1,6 z1 |
1,3 z1 |
z1 |
Число зубьев колеса z2 = z1u ; z1 и z2 округляют до ближайших целых чисел и определяют фактическое передаточное число u = z2 /z1 с точностью не ниже 0,0001.
5.3.8. Углы делительных конусов:
-- колеса 2 = arctg u ; (5.20)
-- шестерни 1 = 90 0- 2 ; 1 и 2 с точностью не ниже 10.
5.3.9. Внешний окружной модуль
mte = de2 / z2 (5.21)
Средний нормальный модуль
mnm = mte (1 – 0,5Kbe) cosm (5.22)
М
Точность вычисления модулей не ниже 0,0001 мм.
Для силовых передач рекомендуется иметь mte 1,5 мм.
5.3.10. Средняя окружная скорость, м/с, vm = dmn / 6104. (5.23)
5.3.11 Формулы для определения других геометрических характеристик конических передач для всех трех осевых форм зуба приведены в [2, c.194], а для формы II также в [7, c.25].
5.3.12. Указания по расчету высокотвердых (Н 56 HRCЭ) закрытых, а также открытых конических передач такие же, как и для цилиндрических (см. п.5.2.4): расчет начинают с определения de2 по контактным напряжениям.