- •Часть 1. Основы расчета
- •Глава 1
- •§ 1 Общие сведения о деталях и узлах машин и основные требования к ним
- •§ 2. Прочностная надежность деталей машин (методы оценки)
- •§ 3. Износостойкость деталей машин
- •§ 4. Жесткость деталей машин
- •§ 5. Стадии конструирования машин
- •Глава 2
- •§ 1. Машиностроительные материалы
- •§ 2. Точность изготовления деталей
- •Часть 2. Передаточные механизмы
- •Глава 3
- •§ 1. Ремни и шкивы
- •§ 2. Усилия и напряжения в ремне
- •§ 3. Кинематика и геометрия передач
- •§ 4. Тяговая способность и кпд передач
- •§ 5. Расчет и проектирование передач
- •§ 6. Передачи зубчатыми ремнями
- •Глава 4
- •§ 1. Виды механизмов и их назначение
- •§ 2. Кинематика и кпд передач
- •§ 3. Расчет передач
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Кинематика зубчатых передач
- •§ 3. Элементы теории зацепления передач
- •11 Г. Б. Иосилевич и др.
- •§ 5. Геометрический расчет эвольвентных прямозубых передач
- •§ 6. Особенности геометрии косозубых и шевронных колес
- •§ 7. Особенности геометрии конических колес
- •§ 8. Передачи с зацеплением новикова
- •§ 9. Усилия в зацеплении
- •§ 10. Расчетные нагрузки
- •§ 11. Виды повреждений передач
- •§ 12. Расчет зубьев на прочность при изгибе
- •§ 13. Расчет на контактную прочность активных поверхностей зубьев
- •§ 14. Материалы, термообработка и допускаемые напряжения для зубчатых колес
- •§ 15. Особенности расчета и проектирования планетарных передач
- •§ 16. Конструкции зубчатых колес
- •Глава 21 гиперболоидные передачи
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Геометрический расчет передачи
- •§ 3. Кинематика и кпд передачи.
- •§ 4. Расчет на прочность червячных передач
- •§ 5. Материалы, допускаемые напряжения и конструкции деталей передачи
- •Глава 22
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Кинематические характеристики и кпд передачи
- •§ 3. Расчет несущей способности элементов передачи
- •Глава 23
- •§ 1. Цепи и звездочки
- •§ 2. Кинематика и быстроходность передач
- •§ 3. Усилия в передаче
- •§ 4. Расчет цепных передач
- •§ 5. Особенности конструирования и эксплуатации передач
- •Часть 3. Валы, муфты, опоры и корпуса
- •Глава 24
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Конструкции и материалы валов и осей
- •§ 3. Расчет прямых валов на прочность и жесткость
- •§ 4. Подбор гибких валов
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Нерасцепляемые муфты
- •§ 3. Сцепные управляемые
- •Глава 26
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Особенности работы подшипников
- •§ 3. Конструкции и виды повреждений подшипников
- •§ 4. Нагрузочная способность подшипников скольжения
- •Глава 27 подшипники качения
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Кинематика и динамика подшипников
- •1'Нс. 27.4. План скоростей в Рис. 27.5. Контактные напряжения и план скоростей в радиально-упорном подшипнике
- •§ 3. Несущая способность подшипников
- •§ 4. Выбор подшипников
- •§ 5. Конструкции подшипниковых узлов
- •Детали корпусов, уплотнения, смазочные материалы и устройства
- •§ 1. Детали корпусов
- •§ 2. Уплотнения и устройства для уплотнения
- •I'm. 28.2. Конструктивные формы прокладок:
- •§ 3. Смазочные материалы и устройства
- •Часть 4. Соединения деталей (узлов) машин и упругие элементы
- •§ I. Сварные соединения
- •§ 2. Проектирование и расчет соединений при постоянных нагрузках
- •§ 3. Расчет на прочность сварных соединений при переменных нагрузках
- •§ 4. Паяные соединения
- •§ 5. Клеевые соединения
- •Глава 30 заклепочные соединения
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Расчет соединений при симметричном нагружении
- •§ 3. Расчет соединений
- •Глава 31
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Расчет соединений
- •Глава 32
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Особенности работы резьбовых соединений
- •§ 3. Виды разрушений и основные расчетные случаи
- •§ 4. Особенности расчета групповых (многоболтовых) соединений
- •Глава 33
- •§ 1. Шпоночные соединения
- •§ 2, Шлицевые соединения
- •§ 3. Профильные соединения
- •§ 4. Штифтовые соединения
- •Глава 34
- •§ 2. Расчет витых цилиндрических пружин сжатия и растяжения
- •§ 3. Резиновые упругие элементы
- •Глава 35
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Общие принципы построения систем автоматизированного проектирования
- •§ 3. Структура математической модели
- •§ 4. Цели и методы оптимизации
- •Глава 36
- •§ 1. Расчет вала минимальной массы
- •§ 2. Расчет многоступенчатого редуктора минимальных размеров
§ 10. Расчетные нагрузки
В расчетах на прочность зубьев передач принимают, что усилия передаются по всей длине контактных линий иноминальная нагрузка
(20.18)
Общая длина контактных линий зависит от ширины венца колесаbw, угла наклона линии зуба и коэффициента перекрытия. Величинапри>1,0 не остается постоянной по фазам зацепления, так как в передаче нагрузки могут участвовать и одна, и несколько пар контактирующих зубьев. Поэтому в расчетах используют минимальное значение
Обычно можно принимать = 0,95; для прямозубых передач при однопарном зацеплении т.е.. В реальной передаче (зубчатом зацеплении) нагрузка по длине зуба распределяется неравномерно из-за деформаций валов, опор, корпусов и самих колес (изгиб, сдвиг, кручение), погрешностей изготовления.Концентрация нагрузки, являясь интегральной оценкой концентрации напряжений, существенно влияет на прочность зубьев. Ее учитывают (как и концентрацию напряжений), вводя в расчет коэффициент неравномерности распределения нагрузки . Определение производят по методике, приведенной в ГОСТ 21354-75. В упрощенных расчетах можно использовать данные табл. 20.1.
Таблица 20.1. Коэффициенты концентрации нагрузки (числитель) и(знаменатель)
Таблица 20.2. Коэффициент динамической нагрузки для прямозубых колес
На прочность зубьев существенно влияют и дополнительные динамические нагрузки, появляющиеся в передаче в связи с рассогласованием вращения колес из-за неизбежных погрешностей в изготовлении зубьев и их деформацией при нагружении. В результате при равномерном вращении ведущего колеса с угловой скоростью угловая скорость ведомого колеса будет переменной () и в зацеплении появится дополнительный динамический момент
где - момент инерции ведомых колес.
Величина дополнительных динамических нагрузок зависит от точности изготовления, окружной скорости, величины присоединенных масс, податливости зубьев и других деталей и учитывается введением в расчет коэффициента динамической нагрузки . Методика расчета коэффициента содержится в ГОСТ 21354 - 75. Приближенные значения коэффициента для прямозубых колес приведены в табл. 20.2. Для косозубых колес значения можно принимать на 15 - 20% меньше, чем для прямозубых, но не меньше единицы.
Учитывая эти соображения, номинальную удельную нагрузку (20.18) увеличивают в раз, принимая таким образом в качестве расчетной максимальную удельную нагрузку
, (20.19)
Где - коэффициент, учитывающий одновременное участие в передаче нагрузки нескольких пар зубьев.
В упрощенных расчетах (для колес невысокой степени точности) принимают =1, полагая, что вся передаваемая нагрузка воспринимается одной парой зубьев. В уточненных расчетах значение принимают по рекомендациям ГОСТ 21354-75.
Зависимость (20.19) можно записать в виде
где wt — удельная расчетная окружная сила;
(20.20)
С учетом зависимостей (20.7), (20.15), (20.20) и равенства
(Н • м) несложно выразить расчетную нагрузку
через передаваемую мощность Р (кВт) и частоту вращения шестерни (об/мин):
Откуда следует, что усилие, действующее на единицу ширины зуба, возрастает с увеличением передаваемой мощности и уменьшается с увеличением частоты вращения, межосевого расстояния и рабочей ширины зуба.
Это усилие вызывает общую деформацию тела зуба (изгиб и сдвиг) и местную деформацию поверхностного слоя зуба в зоне контакта (контактную деформацию).