4. Пример расчета открытой цилиндрической передачи (зацепление внешнее передача прямозубая) Исходные данные для расчёта.

Рис.5 Схема передачи

1. Мощность на ведущем валу P₁=7,0 кВт.

2. Частота вращения ведущего вала n₁=100 .

3. Передаточное число u = 4.

4. Долговечность передачи 10 лет, работа двухсменная.

5. Возможные перегрузки

4.1 Выбор материала зубчатых колес, вида их термической обработки (таблица 1)

Материалы и термическая обработка зубчатых колес:

шестерня - сталь 45, улучшение, НВ1 = 192…240, для расчета

НВ1 = 220;

колесо - сталь 45, нормализация HB₂=170…217, для расчета HB₂=210.

4.2 Механические характеристики материала (таблица 1)

шестерня: предел прочности - _в1=750 МПа,

предел текучести - _т1=450 МПа;

колесо: предел прочности - _в2=600 МПа,

предел текучести - _т2=340 МПа.

4.3 Определение допускаемых напряжений

Допускаемые напряжения изгиба шестерни (МПа) вычисляют по формуле (1)

где МПа ;

;

;

.

МПа.

Допускаемые напряжения изгиба колеса (МПа) вычисляют по формуле (1)

,

где МПа ;

;

;

.

МПа.

4.3.2 Предельные допускаемые напряжения изгиба при кратковременных перегрузках

Допускаемые напряжения для проверки прочности зубьев шестерни при перегрузках (МПа) вычисляют по формуле (5)

,

где ;

=2 ;

МПа.

Допускаемые напряжения для проверки прочности зубьев колеса при перегрузках (МПа) вычисляют по формуле (5)

,

где ;

=2 ;

МПа.

4.4 Проектный расчет

4.4.1 Число зубьев шестерни и колеса

Число зубьев шестерни = 20;

Число зубьев колеса вычисляют по формуле (6)

;

4.4.2 Угловая скорость ведущего вала

Угловую скорость ведущего вала ( ) вычисляют по формуле (7)

;

.

4.4.3 Вращающие моменты на валах

Вращающий момент на ведущем валу (Н∙м) вычисляют по формуле (8)

;

Н∙м.

Вращающий момент на ведомом валу (Н∙м) вычисляют по формуле (9)

;

Н∙м.

4.4.4 Коэффициент ширины венца зуба шестерни относительно диаметра принимаем по таблице 4, .

4.4.5 Коэффициент концентрации нагрузки при расчете на изгиб определяем по графику рисунка 3, .

4.4.6 Коэффициент учитывающий форму зуба :

Коэффициент учитывающий форму зуба шестерни определяем по рисунку 4

;

Коэффициент учитывающий форму зуба колеса определяем по рисунку 4

.

4.4.7 Ориентировочное значение модуля m (мм), вычисляют по формуле (11)

,

где - вспомогательный коэффициент, ;

мм.

Полученное значение модуля округляем до ближайшего из стандартного ряда (таблица 5), принимаем m = 5 мм.

4.4.8 Диаметры делительных окружностей:

Диаметр делительной окружности (мм) шестерни вычисляем по формуле (12)

;

мм.

Диаметр делительной окружности колеса (мм) вычисляем по формуле (13)

;

мм.

4.4.9 Межосевое расстояние (мм) определяют по формуле (16)

;

мм.

4.4.10 Уточняем межосевое расстояние a (мм) и определяем ширину зубчатых колес b (мм)

Межосевое расстояние уточняем по формуле (18)

;

мм.

Ширину колеса определяем по формуле (19)

;

мм.

Ширину шестерни определяем по формуле (20)

мм;

мм.

4.4.11 Определяем окружную скорость (м/с) и назначаем степень точности передачи:

Окружную скорость определяем по формуле (21)

;

м/с.

По таблице 6 принимаем 9-ю степень точности.

4.5 Проверочный расчет

4.5.5 Проверочный расчет на выносливость зубьев при изгибе проводится по тому из колес пары, для которого меньше отношение .

Для шестерни ;

Для колеса .

Дальнейший расчет ведем для шестерни.

Напряжение изгиба (МПа) по формуле (22)

,

где Н;

;

= 1.

.

4.5.6 Проверочный расчет на заданную кратковременную перегрузку:

Максимальные напряжения изгиба определяют по формуле (26)

,

где , - напряжение и максимальный из моментов учитываемые при расчете на усталость;

- предельное допускаемое напряжение.

Литература

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Академия, 2003 г.

2. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин – М.: Высшая школа, 2003 г.

3. ГОСТ – 21354 - 87

Содержание

	Предисловие	3
	Введение	4
1	КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ	5
2	ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА	6
3	РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ	7
	3.1 Выбор материала зубчатых колес, вида их термической обработки	7
	3.2 Механические характеристики материала	8
	3.3 Определение допускаемых напряжений	8
	3.4 Проектный расчет	12
	3.5 Проверочный расчет	16
4	ПРИМЕР РАСЧЕТА ОТКРЫТОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ	19
	4.1 Выбор материала зубчатых колес, вида их термической обработки	19
	4.2 Механические характеристики материала	19
	4.3 Определение допускаемых напряжений	20
	4.4 Проектный расчет	21
	4.5 Проверочный расчет	23
	Литература	25