- •Примеры расчетов по курсовой работе
- •Зависимость предела контактной выносливости от термообработки, твердости активных поверхностей зубьев
- •Зависимость предела контактной выносливости от термообработки, твердости активных поверхностей зубьев
- •Допускаемые значения , об/мин, малой звездочки для приводных роликовых цепей нормальной серии пр (при )
- •Значения нормального коэффициента запаса прочности приводных роликовых цепей нормальной серии
- •Выбор материала, термообработки и твердости
- •Примеры расчетов по курсовой работе
- •Зависимость предела контактной выносливости от термообработки, твердости активных поверхностей зубьев
- •Зависимость предела контактной выносливости от термообработки, твердости активных поверхностей зубьев
- •Допускаемые значения , об/мин, малой звездочки для приводных роликовых цепей нормальной серии пр (при )
- •Значения нормального коэффициента запаса прочности приводных роликовых цепей нормальной серии
- •Выбор материала, термообработки и твердости
Зависимость предела контактной выносливости от термообработки, твердости активных поверхностей зубьев
Таблица 18
Способ термической и химико-термической обработки |
Средняя твердость поверхностей зубьев |
Стали, например |
|
|
Отжиг, нормализация или улучшение |
Н ≤ 350 НВ |
45,50,40Х,45Х,40ХН |
|
1,75ННВ |
Объемная и поверхностная закалка |
38…50HRCэ |
40Х,35ХМ,35ХГСА,40ХН |
|
500…700 |
Цементация и нитроцементация |
Более 56 HRCэ |
20Х,12ХНЗА,18ХГТ,20ХН |
|
700…950 |
Азотирование |
350…750HV |
40Х,38ХМЮА |
1050 |
580…770 |
Тогда
Определяем модуль зубьев, приняв коэффициент ширины венца и установив коэффициент неравномерности нагрузки КFβ = 1,5.
По графику на рис.7 находим коэффициенты формы зуба YF1 = 4.09, YF2 = 3.62.
YF
ZV
Рис.7. График для определения коэффициента формы зуба YF в зависимости от эквивалентного числа зубьев ZV
Определение коэффициента формы зуба Таблица 19
z, zv |
17 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
и более |
YF |
4,26 |
4,09 |
3,9 |
3,8 |
3,7 |
3,66 |
3,62 |
3,6 |
где
коэффициент неравномерности нагрузки (равный 1,5);
Тогда
Принимаем стандартный модуль m = 4,5мм.
Определяем основные геометрические размеры передачи (см. рис. 8):
Рис.8. Основные геометрические характеристики прямозубого цилиндрического колеса
диаметры делительных окружностей
d1 = mz1 = 4,5ּ20 = 90 мм;
d2 = mz2 = 4,5ּ60 = 270 мм;
диаметры вершин зубьев
da1 = d1 + 2m = 90 + 2ּ4,5 = 99 мм;
da2 = d2 + 2m = 270 + 2ּ4,5 = 279 мм;
межосевое расстояние
Значения межосевого расстояния, регламентированные ГОСТом Таблица 20
Межосевое расстояние а, мм |
|||||||||||
1-й ряд |
40 |
50 |
63 |
80 |
100 |
125 |
|
160 |
|
200 |
|
2-й ряд |
|
|
|
|
|
|
140 |
|
180 |
|
|
1-й ряд |
|
250 |
|
315 |
|
400 |
|
500 |
|
630 |
И т.д. до 2500 |
2-й ряд |
225 |
|
280 |
|
355 |
|
450 |
|
560 |
|
|
Примечание. В таблице 1-й ряд следует предпочитать 2-му |
ширина венца:
колеса b2 = ψbdd1 = 0,5ּ90 = 45 мм;
шестерни b1 = b2 + 5 = 45 + 5 = 50 мм.
Вычислим окружную скорость зубчатых колес:
При такой окружной скорости можно 8-ю степень точности зубчатого зацепления.
Проведем сравнительную оценку прочности зубьев шестерни и колеса, предварительно определив коэффициенты формы зуба
YF1 = 4,09; YF2 = 3,62.
Тогда:
для шестерни:
для колеса:
Зубья колеса на изгиб менее прочные.
Окончательно проверим зубья колеса на изгиб по формуле
где (так как KFV = 1,32 по табл.21 интерполяцией).
Определение коэффициента динамической нагрузки Таблица 21
Степень точности |
Твердость поверхности зубьев |
Коэффициент при окружной скорости, м/с |
||||||
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|||
7 |
а |
≤ 350 |
1,08/ 1,03 |
1,16/ 1,06 |
1,33/ 1,11 |
1,50/ 1,16 |
1,62/ 1,22 |
1,80/ 1,27 |
б |
> 350 |
1,03/ 1,01 |
1,05/ 1,02 |
1,09/ 1,03 |
1,13/ 1,05 |
1,17/ 1,07 |
1,22/ 1,08 |
|
8 |
а |
≤ 350 |
1,10/ 1,03 |
1,20/ 1,06 |
1,38/ 1,11 |
1,58/ 1,17 |
1,78/ 1,23 |
1,96/ 1,29 |
б |
> 350 |
1,04/ 1,01 |
1,06/ 1,02 |
1,12/ 1,03 |
1,16/ 1,05 |
1,21/ 1,07 |
1,26/ 1,08 |
|
9 |
а |
≤ 350 |
1,13/ 1,04 |
1,28/ 1,07 |
1,50/ 1,14 |
1,72/ 1,21 |
1,98/ 1,28 |
2,25/ 1,35 |
б |
> 350 |
1,04/ 1,01 |
1,07/ 1,02 |
1,14/ 1,04 |
1,21/ 1,06 |
1,27/ 1,08 |
1,34/ 1,09 |
Тогда
,
Прочность зубьев передачи на изгиб обеспечена.
Задача 8. Расчет открытой прямозубой одноступенчатой конической передачи.
Рассчитать открытую прямозубую коническую передачу. Мощность на ведущем валу P2 =15 кВт, угловая скорость ведомого вала =25рад/с, передаточное число передачи u = 3. Передача нереверсивная, нагрузка постоянная. Технический ресурс передачи Lh = 2000 ч. Угол делительного конуса º. Валы устанавливают на шариковых опорах, расположение зубчатых колес – консольное.
Решение:
Число зубьев шестерни принимаем z1=20, тогда число зубьев колеса
.
Для определения шага вычислим:
Угловая скорость ведущего вала
Вращающие моменты на валах
Определим заданное число циклов ведомого вала при:
n2=30 мин-1;
циклов.
Учитывая, что передача открытая и не быстроходная, в качестве материала принимаем для шестерни и колеса сталь 45 (смотри табл.22) с различной термообработкой, а именно:
для шестерни – улучшение, средняя твердость Н1=210 НВ;
для колеса – нормализация, средняя твердость Н2=180 НВ.
Выбор материала, термообработки и твердости Таблица 22
Параметр |
Для передач с прямыми и непрямыми зубьями при малой (P≤2к Вт) и средней (P≤5,5кВт) мощности; НВ1ср-НВ2ср=20…50 |
Для передач с не прямыми зубьями при средней (P≤5,5 кВт) мощности; НВ1ср-НВ2ср≥70 |
||
Шестерня, червяк |
Колесо |
Шестерня, червяк |
Колесо |
|
Материал |
Стали 35, 40, 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ |
Стали 40Х, 40ХН, 35ХМ |
||
Термообработка |
Улучшение |
Улучшение + закалка ТВЧ |
Улучшение |
|
Твердость |
≤350 НВ |
≥ 45 НRСэ |
≤ 350 НВ |
|
|
|
|
|
|
Определим допускаемые напряжения при изгибе по формуле
,
где - предел выносливости при изгибе равный 1,75ННВ (смотри табл.23);
YA- коэффициент реверсивности нагрузки: YA=1 при одностороннем приложении нагрузки; YA≈ 0,7 для реверсных передач;
YN - коэффициент долговечности ( ), где база испытаний для всех сталей =4 циклов; : для длительно работающих передач, когда принимаем
SF - минимальный коэффициент запаса прочности, учитывает нестабильность свойств материала, его твердость, вероятность не разрушения и ответственность передачи: в зависимости от марки стали и термообработки.