Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МВ65-1

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
05.02.2016
Размер:
421 Кб
Скачать

шестерні d f 1; колеса d f 2 ;

-ширина колеса b2 ;

-ширина шестерні b1

13.Коефіцієнт ширини шестерні по діаметру ψ вd

14.Колова швидкість коліс V1, м/с

15.Коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження по

ширині зуба K Hβ

16.Динамічний коефіцієнт KHV

17.Коефіцієнт навантаженняKH

18.Умова міцності по контактним напруженням

σH £ [σ H ]

19.Сили в зачепленні:

-колова Ft

-радіальна Fr

20.Коефіцієнт концентрації

d f 1 = d1 − 2,5mt ;

d f 2 = d2 − 2,5mt ; b2 =ψ в × аW ; b1 = b2 + 6 мм.

Виконати перевірку: d1 + d2 = aW

2

ψ вd = b1 d1

V1 = ω1d1 ,

2

де ω1 - в рад/с (див. вихідні дані);

d1 - в м (див. п.12).

При V1 < 5 м/с призначати 8-й ступінь точності, при V1 > 5 м/с - 7-й ступінь точності

KHβ призначати в залежності від

ψвd та твердості поверхні зубів НВ,

враховуючи розташування коліс відносно опор ( див. табл.3)

При швидкості V1< 5 м/с (див. п.14)

прийняти K HV = 1,05...1,10 ; при V1 >5 м/с K HV = 1,2...1,4

 

 

 

K H = K HB × K HV

 

 

 

 

σ

H

=

310

 

Т2KH (uцр + 1)3

 

[σ

H

]

аW

 

 

b2 uцр

2

 

 

 

 

 

 

 

Ft = 2T1 , d1

де T1 - в Н·мм (див. вихідні дані); d1 - в мм (див. п.12);

Fr = Ft ×tgα ,

де α = 20° - кут зачеплення Приймати за табл. 4 в залежності від

- 12 -

напружень KFβ

21.КоефіцієнтK FV , що враховує динамічність дії навантаження

22.Коефіцієнт навантаження K F (при перевірці зубів на згин)

23.Коефіцієнт форми зуба YF

24.Допустимі напруження при згині [σ F ]

25. Знаходимо відношення [σ F ]:

YF

-для шестерні

-для колеса

ψ вd (див. п.13)

Приймати за табл. 5 в залежності від ступеня точності, твердості поверхні зубів та колової швидкості

V1 (див. п.14)

K F = K Fβ × K FV

Призначати за табл.6 в залежності від числа зубів (див.п.9): при

визначенні для шестірні YF1

враховувати Z1,

для колеса YF 2

враховувати Z2

σ FO

 

 

[σ F ] =

lim в

;

 

 

 

[SF ]

для сталі 45 поліпшеної при

твердості HB ≤ 350

маємо

σ FO lim в = 1,8HB :

-для шестерні

σFO lim в = 1,8 × 230 = 415 МПа ;

-для колеса

σFO lim в = 1,8 × 200 = 360 МПа ;

[SF ] = 1,75 - коефіцієнт безпеки.

Допустимі напруження: - для шестерні

[σ F1] = 415 = 273 МПа; 1,75

- для колеса

[σ F 2 ] = 360 = 206 МПа 1,75

[σ F1]

YF1

[σ F 2 ]

YF 2

- 13 -

26.З отриманих відношень вибираємо менше значення

27.Перевірка на міцність зубів на згин σ F £ [σ F ]

Подальший розрахунок треба вести по [σ F ] для зубів колеса або шестерні, для якого відношення

[σ F ] менше

YF

σ F = Ft × KF ×YF [σ F ],

bmt

де Ft - в Н (див. п.19);

K F - див. п.22; YF - див. п.23;

b – в мм (див. п.12); mt - див. п.7.

Значення YF ,[σ F ] та b підставляти для колеса або шестерні (див. п. 26)

ПРИКЛАД. РОЗРАХУНОК ПРЯМОЗУБОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ПЕРЕДАЧІ виконувати аналогічно до ПРИКЛАДУ. РОЗРАХУНОК КОСОЗУБОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ПЕРЕДАЧІ, враховуючи, що кут нахилу зубів коліс β = 0.

3. РОЗРАХУНОК КОСОЗУБОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ПЕРЕДАЧІ

Обумовлений параметр і його

 

Формули та вказівки

позначення

 

 

 

Вихідні дані

 

Передаточне число косозубої

Значення uцр - див. кінематичний

циліндричної передачі uцр

розрахунок

 

Кутова швидкість обертання

Значення ω1 - див. кінематичний

шестерні ω1 , рад/c

розрахунок

 

ПОСЛІДОВНІСТЬ РОЗРАХУНКУ

1. Вибір матеріалу шестерні та

Вибирати: для шестерні сталь 45,

колеса

термічна обробка – поліпшення,

 

твердість НВ 230;

 

для колеса – сталь 45, термічна

 

обробка - поліпшення, твердість НВ

 

200

 

σ H lim в× K HL ,

2. Допустимі контактні

[σ ] =

напруження [σ H ] для шестерні

 

H

[SH ]

 

 

 

та колеса

де σ H lim в - границя контактної

 

 

витривалості при базовому числі

 

циклів:

- 14 -

3.Допустимі контактні напруження для косозубої циліндричної передачі [σ H ]

4.КоефіцієнтK Hβ , що враховує

нерівномірність розподілу навантаження по ширині вінця

5.Коефіцієнт ширини вінця по міжосьовій відстані ψ

6.Міжосьова відстань aW , мм

σ H lim в = 2HB + 70 ;

K HL = 1 - коефіцієнт довговічності;

[SH ] = 1,1 - коефіцієнт безпеки. Для шестерні -

[σ ] = (2HB1 + 70)KHL =

H1 [SHL ]

= (2 × 230 + 70)×1 = 482 МПа. 1,1

Для колеса -

[σ ] = (2HB2 + 70)K HL =

H 2 [SH ]

= (2 × 200 + 70)×1 = 428 МПа 1,1

[σ H ] = 0,45([σ H1]+ [σ H 2 ]);

[σ H ] = 0,45(482 + 428) = 410 МПа

Необхідне виконання умови

[σ H ]≤ 1,23[σ H 2 ]

K Hβ попередньо приймати в

залежності від розташування зубчастих коліс відносно опор: при симетричному -

K Hβ = 1,00...1,15;

при несиметричному -

K Hβ = 1,1...1,25 ;

при консольному -

KHβ = 1,2...1,35

Для косозубих коліс приймати

 

 

ψ ba =

b

= 0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aW

 

 

 

 

З умови контактної витривалості

активних поверхонь зубів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аW

= Ka

(uцр + 1)3

 

T2 KHβ

 

,

[σ H ]2 uцр

 

 

 

 

 

 

 

2

ψ ва

де Ка = 43,0;

- 15 -

7.Нормальний модуль зачеплення mn , мм

8.Кут нахилу зубів β

9.Число зубів шестерні Z1

10.Число зубів колеса Z2

11.Уточнене значення кута нахилу зубів β

12.Основні розміри шестерні та колеса, мм:

-діаметри ділильні :

шестерні d1;

T2 - в Н·мм (див.вихідні дані); [σ H ] - в МПа (див. п.3). Отримане значення аW уточнити

за ДСТУ 2185-66 з стандартного ряду, мм:

1 ряд: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000 2 ряд: 71, 90, 112, 140, 180, 224,

280, 355, 450, 560, 710, 900

mn = (0,01...0,02)aW ;

де aW - стандартне значення

міжосьової відстані за п.6; із отриманого інтервалу вибирати

модуль mn з ряду по ДСТУ 9563-

60:

1 ряд: 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 16; 20.

2 ряд: 1,25; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75;

3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18.

Призначати попередньоβ = 10°

 

=

2a cos β

Z1

( W+1)m

,

 

 

uцр

n

де значення uцр - див. вихідні дані;

Z1 округляти до найближчого меншого цілого числа

( Z1min = 17 cos3 β )

Z2 = Z1 × uцр ,

значення Z2 округляти до найближчого цілого числа

cos β = (Z1 + Z2 )mn

2aW

d1 = mn × Z1 ; cos β

- 16 -

колеса d2 ;

-діаметри вершин зубів: шестерні da1 ;

колеса da2 ;

-діаметри впадин зубів: шестерні d f 1 ; колеса d f 2 ;

-ширина колеса b2 ;

-ширина шестерні b1;

13.Коефіцієнт ширини шестерні по діаметру ψ bd

14.Колова швидкість коліс V1, м/c та ступінь точності передачі

15.Коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження по ширині зуба K HB

16.Коефіцієнт KHα , що враховує нерівномірність розподілу навантаження між зубами

17.Коефіцієнт динамічності K HV

18.Коефіцієнт навантаження К

d2 = mn × Z2 ; cos β

da1 = d1 + 2mn ; da2 = d2 + 2mn ;

d f 1 = d1 - 2,5mn ; d f 2 = d2 - 2,5mn ;

b2 =ψ × аW ; b1 = b2 + 6 мм.

Виконати перевірку: d1 + d2 = aW .

2

ψ bd = b1

d1

V1 = ω1 × d1 ,

2

де ω1 - в рад/с (див. вихідні дані);

d1 - в м (див. п.12).

При V1< 10 м/с призначати 8-й ступінь точності; при 10< V1<20 м/с призначати 7-й ступінь точності

KHB призначати в залежності від

ψта твердості поверхні зубів

НВ, враховуючи розташування коліс відносно опор (див. табл.3) Приймати в залежності від ступеня точності та колової швидкості (див. табл.7)

При швидкості V1< 10 м/с (див.п.14) приймати

K HV = 1,0...1,05 ;

при 10 <V1 < 20 м/с KHV =1,05…1,1

K = K Hα × K Hβ × KHV

- 17 -

19.Умова міцності по контактним напруженням σ H [σ H ]

20.Сили в зачепленні, Н:

-колова Ft

-радіальна Fr

-осьова Fa

21.Коефіцієнт концентрації навантаження KFβ

22.Коефіцієнт, що враховує динамічність дії навантаження

KFV

23.Коефіцієнт навантаження K F

(при перевірці на згин) 24. Еквівалентне число зубів:

-шестерні ZV 1

-колеса ZV 2

25.Коефіцієнт форми зуба YF

26.Допустимі напруження на згин

[σ F ], Мпа

 

 

 

 

 

 

σ H =

270

 

Т2К(uцр +1)3

 

£ [σ H ],

aW

 

 

b2 ×uцр

2

 

 

 

 

 

де Т2 - в Н·мм (див. вихідні дані); uцр– див. вихідні дані;

b2 - в мм; [σ H ] - див. п.3

Ft = 2T1 , d1

де T1 - в Н·мм (див. вихідні дані); d1 - в мм (див. п.12)

F

= F

tgα

,

cos β

r

t

 

де α = 20° - кут зачеплення;

β - див. п.11

 

Fa = Ft ×tgβ ,

β - див. п.11

Приймати за табл.4 в залежності від ψ вd (див. п.13) та твердості

поверхні зубів НВ Приймати за табл.5 в залежності

від ступеня точності, твердості поверхні зубів та колової

швидкості V1 (див. п.14)

KF = K Fβ × KFV

ZV 1

=

 

Z1

 

 

;

cos3

β

 

 

 

 

ZV 2

=

 

Z2

 

 

 

cos3

β

 

 

 

 

 

 

 

Призначати за табл.6 в залежності від еквівалентного числа зубів: для

шестерні YF1 (враховуємо ZV 1); для колеса YF 2 (враховуємо ZV 2 )

[σ F ] =

σ FO

lim в

.

[SF ]

 

 

- 18 -

27. Відношення [σ F ]

YF

-для шестерні

-для колеса

28.З отриманих відношень знаходимо менше

29.Коефіцієнт компенсації похибки розрахункової схеми

зуба Yβ

30.Коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження K Fα

31.Перевірка на міцність зубів на згин σ F [σ F ]

Для сталі 45 поліпшеної при твердості HB ≤ 350 -

σ FO lim в = 1,8НВ.

Для шестерні -

σ FO lim в = 1,8 × 230 = 415 МПа ;

для колеса -

σ FO lim в = 1,8 × 200 = 360 МПа ;

[SF ] = 1,75 - коефіцієнт безпеки.

Допустимі напруження: - для шестерні

[σ F1] = 415 = 273 МПа; 1,75

- для колеса

[σ F 2 ] = 360 = 206 МПа 1,75

[σ F1]

YF1

[σ F 2 ]

YF 2

Подальший розрахунок треба вести для зубів колеса або шестерні, у

якого відношення [σ F ] менше.

YF

Yβ = 1 − β °

140

Приймати K Fα = 0,92

σ F = Ft × K F ×YF ×Yβ × K Fα [σ F ]

bmn

де Ft - в Н (див. п.20);

K F - див. п.23;

YF - див . п.25;

- 19 -

b - мм(див. п.12); Yβ - див. п.29;

mn - див. п. 7;

K Fα - див. п.30.

Значення YF та b підставляти для колеса або шестерні (див. п.28); [σ F ] - вибирати для колеса або шестерні (див. п.28).

ПРИКЛАД. РОЗРАХУНОК КОСОЗУБОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ПЕРЕДАЧІ Вихідні дані: передаточне число косозубої циліндричної передачі uцр = 8;

обертальний момент на шестерні ведучого валу зубчастої передачі T1 = 67,28 Н·м; кутова швидкість шестерні ω1 = 46,04рад/с.

Розв'язування

1. Вибір матеріалу шестерні та колеса: для шестерні вибираємо сталь 45, термічна обробка – поліпшення, твердість HB 230; для колеса – сталь 45, термічна обробка – поліпшення, твердість HB 200.

2. Розрахункові допустимі контактні напруження [σ Н ] для шестерні та

колеса:

[σ

 

] =

σ Н lim b × K HL

,

 

 

Н

 

[SH ]

 

 

 

 

 

 

де σ H lim b - границя контактної витривалості при базовому числі циклів, яка

обчислюється

за

формулою

σ H lim b = 2HB + 70 ; K HL = 1- коефіцієнт

довговічності; [S H ] = 1,1- коефіцієнт безпеки.

Для шестерні:

[σ Н1] =

( 2HB1

+ 70 ) × K HL

=

( 2 × 230 + 70 ) ×1

= 482 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[SH ]

1,1

 

 

Для колеса: [σ Н 2

] =

( 2HB2 + 70 ) × K HL

=

( 2 × 200 + 70 ) ×1

= 428 МПа.

 

 

 

 

 

 

[SH ]

1,1

 

 

3.Розрахункові допустимі контактні напруження для косозубої

циліндричної передачі [σ Н ]:

[σ Н ] = 0,45 × ([σ H1 ]+ [σ H 2 ])

або

[σ Н ] = 0,45 ×( 482 + 428 ) = 410 МПа

Необхідна умова [σ H ] £ 1,23 ×[σ H 2 ] при 410 МПа < 428 МПа виконується.

4. КоефіцієнтK Hβ , що враховує нерівномірність розподілу навантаження

по ширині вінця: при симетричному розташуванні зубчастих коліс відносно опор приймаємо K Hβ = 1,15.

- 20 -

5. Приймаємо для косозубих циліндричних коліс коефіцієнт ширини вінця

по міжосьовій відстані ψ ba =

 

 

b

= 0,4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aW

 

 

 

 

 

 

 

 

6. З умови контактної витривалості активних поверхонь зубів міжосьова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

відстань:

aW = Ka ( uцр +1)3

 

 

 

 

 

 

T2 K Hβ

=

 

 

 

 

[σ H

]2 × uцр2 ×ψ ba

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 43,0( 8 + 1)3

 

522,09 ×103 ×1,15

= 200,72

мм,

 

 

 

4102 × 82 × 0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де K

a

= 43,0; T = 522,09 Н·м =

 

 

522,09 ×103 Н·мм – обертальний момент на

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зубчастому колесі (веденому валу) редуктора.

Отримане значення міжосьової відстані уточнюємо в відповідності до стандартного ряду: приймаємо aW = 250 мм.

7. Нормальний модуль зачеплення mn , мм:

mn = (0,01...0,02) × aW = (0,01...0,02) × 250 = 2,5...5 .

Приймаємо стандартне значення mn = 3мм.

8.Кут нахилу зубів: попередньо призначаємо β = 10° .

9.Число зубів шестерні Z1 :

 

 

 

2a

cos β

 

2 × 250 × cos10°

Z1

=

 

W

 

=

 

= 18,241.

( uцр +1) × mn

( 8 +1) ×3

 

 

 

 

Округляємо до найближчого меншого цілого числа, приймаючи Z1 = 18 .

10.Число зубів колеса: Z2 = Z1 ×uцр = 18 ×8 = 144 .

11.Уточнене значення кута нахилу зуба β :

cos β =

(Z1 + Z 2 ) × mn

 

=

(18 +144) × 3

= 0,972, звідки β = 13,6° .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2aW

2 × 250

 

 

12. Основні розміри шестерні та колеса, мм:

- діаметри ділильні:

шестерні

d1 =

mn × Z1

=

3 ×18

= 55,56мм;

cos β

 

 

 

 

 

 

0,972

 

 

 

колеса d2

=

mn × Z 2

=

3 ×144

= 444,44 мм;

 

 

 

 

 

 

 

cos β

0,972

 

 

 

 

перевірка:

d1 + d2

=

55,56 + 444,44

= 250 мм;

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

- діаметри вершин зубів:

- 21 -