- •Министерство образования Российской Федерации Казанский Государственный технический университет им. А.Н.Туполева Кафедра Основы конструирования
- •Исходные данные
- •Кинематический расчет
- •Определение мощности двигателя и его параметров.
- •1.2. Определение передаточного отношения и разбивка по ступеням.
- •Определение межосевого расстояния из расчета по контактным σ напряжениям для внутреннего зацепления.
- •Расчет прочности зубьев по напряжениям изгиба.
- •Основные параметры колес и зацепления.
- •Силы, действующие в зацеплении.
- •2.6. Расчет размеров по роликам.
- •2.7. Точность зубчатой передачи.
- •3. Расчет червячной передачи
- •Выбор материала червяка и червячного колеса.
- •Определение межосевого расстояния из расчета по контактным напряжениям.
- •Основные параметры колес и зацепления.
- •3.4. Силы, действующие в зацеплении.
- •Расчет прочности зубьев по напряжениям изгиба.
- •Точность червячной передачи.
- •Расчет валов
- •4.1. Проектный расчет валов.
- •Проверочный расчет.
- •Расчет по приведенному запасу прочности.
- •Подбор подшипников качения.
- •Расчет соединений.
- •6.1 Шпоночные соединения.
- •7. Расчет муфты.
- •Стандартные изделия.
-
Определение межосевого расстояния из расчета по контактным напряжениям.
При проектировании мелкомодульных малогабаритных передач, работающих с незначительными силовыми нагрузками, расчет на прочность обычно не делают. Размеры таких передач определяют, исходя из геометрического расчета и конструкторско-технологических условий. Как и в мелкомодульных зубчатых передачах, главными условиями работоспособности здесь являются ограниченные вибрации и интенсивность износа. Но в тех случаях, когда нагрузки относительно велики, целесообразно зубья проверить на прочность.
Расчет червячных передач основан на тех же исходных принципах, что и цилиндрических зубчатых передач. В качестве расчетного звена принимают червячное колесо, так как его изготавливают из менее прочного по сравнению с червяком материала.
Червячные передачи, так же как и зубчатые, рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. В отличие от зубчатых в червячных передачах чаще наблюдается износ и заедание, а не выкраивании поверхности зубьев.
Для предупреждения заедания применяют специальные антифрикционные пары: червяк -сталь, колесо - бронза. Интенсивность износа зависит от величины контактных напряжений. Поэтому расчет по контактным напряжениям для червячных передач является основным.
- приведенный модуль упругости, - модули упругости червяка и колеса;
- допускаемое контактное напряжение;
,где - скорость скольжения;
;
- допускаемое напряжение при . При твердости витков < 45 HRC
; - коэффициент долговечности;;
;
;
;
По ГОСТ 19672-74 (СТ СЭВ 267-76) назначаем модуль m = 1мм и коэффициент диаметра червяка q = 20(при m = 1 q = 16,20,25).
-
Основные параметры колес и зацепления.
Геометрические параметры червяка;
- делительный угол подъема витка;
- диаметр окружности вершин;
- диаметр окружности впадин;
- осевой шаг;
- угол профиля в осевом сечении.
Геометрические параметры червячного колеса:
- делительный диаметр в средней плоскости;
- диаметр окружности вершин;
- диаметр окружности впадин;
- наибольший диаметр окружности вершин;
- угол боковых скосов;
- ширина обода.
3.4. Силы, действующие в зацеплении.
Силы в зацеплении распределены по линии контакта зуба колеса с витком черва. Существенную роль играют силы трения, которые зависят от скорости скольжения в каждой точке контакта и от ряда других факторов. В первом приближении все распределенные нагрузки заменяют сосредоточенной силой, приложенной в полюсе зацепления. Сила Fn1 действует на витки червяка 1, сила Fn2– на зубья колеса 2. На рисунке показаны проекции этих сил – окружные Ft радиальные Fr , осевые Fx составляющие.
;;
di- делительные диаметры;
Ti - крутящие моменты на червяке и колесе.
Для ведущего звена окружная сила направления против скорости точки приложения, а для ведомого по скорости.
Для червячного колеса радиальную и осевую силу определяют по формулам
;
Линия действия радиальной силы проходит через геометрическую ось вала, а направление -от точки контакта зубчатых колес к оси вала.
Для червяка
;
Линия действия осевой силы параллельна оси вала. Направление осевой силы зависит от направления навивки.