Расчет зубчатых передач

3.1 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений для зубчатых передач

Исходными данными для расчета допускаемых напряжений зубчатых передач служат: частоты вращения шестерни мин^-1 и колеса мин^-1; срок службы , лет; режим работы.

Порядок определения допускаемых напряжений для зубчатых передач представим в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1 – Порядок определения допускаемых напряжений для зубчатых передач.

Параметр	Обозна-чение	Определение параметра
Допускаемые контактные напряжения
Выбор материала и термообработки зубьев зубчатых колес	-	Материал и термообработка зубьев зубчатых колес назначается в зависимости от вида зубчатой передачи по таблице А.1 [1, таблица 8.7]. Для прямозубых передач рекомендуется твердость колеса и шестерни меньше 350 НВ, причём твердость шестерни на 20…40 единиц по шкале HB больше чем для колеса. Термообработка – улучшение, нормализация. Для косозубых передач рекомендуется твердость колеса меньше 350 НВ, а шестерни больше 350 НВ, следовательно, для колеса термообработка – улучшение, нормализация, для шестерни – закалка, азотирование, и т.д.
Предел контактной выносливости для шестерни и колеса	,	Рассчитываем по формулам из таблицы А.2 [1, таблица 8.8] в зависимости от назначенной термообработки.
Циклическая долговечность для шестерни и колеса	,	, где - назначенная твёрдость поверх-ности зуба (если твёрдость дана по шкале HRC или HV, то переводим в HB по графику на рисунке А.1 [1, рисунок 8.40].
Расчётный срок службы в часах		, где – количество лет службы привода; – количество недель в году; – количество рабочих дней в неделю; – количество рабочих смен в день; – количество часов в смену. Задаёмся по рекомендации преподавателя.

Продолжение таблицы 3.1

Коэффициент режима работы		Определяем по таблице А.3 [1, таблица 8.9] в зависимости от заданного режима работы.
Эквивалентное число циклов напряжений для шестерни и колеса	,	.
Коэффициент долговечности для шестерни и колеса	,	(если <1, то принимаем =1; если >1, то оставляем рассчитанное значение).
Коэффициенты безопасности для шестерни и колеса	,	Выбираем по таблице А.2 [1, таблица 8.8] в зависимости от назначенной термообработки.
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса	,	.
Допускаемые контактные напряжения для передачи		Для прямозубых цилиндрических передач ; для косозубых цилиндрических передач ; для конических передач .
Допускаемые напряжения изгиба
Предел изгибной выносливости для шестерни и колеса	,	Рассчитываем по формуле из таблицы А.2 [1, таблица 8.8] в зависимости от термообработки.
Циклическая долговечность для шестерни и колеса	,	Для всех сталей.
Коэффициент режима работы		Определяем по таблице А.3 [1, таблица 8.9] в зависимости от заданного режима работы.
Эквивалентное число циклов перемены напряжений изгиба	,	.
Коэффициент долговечности для шестерни и колеса	,	. Если <1, то принимаем =1; если >1, то оставляем рассчитанное значение.
Коэффициент двустороннего приложения нагрузки		=1 – односторонняя нагрузка; =0,7-0,8 – реверсивная нагрузка.
Коэффициенты безопасности для шестерни и колеса	,	Выбираем по таблице А.2 [1, таблица 8.8] в зависимости от назначенной термообработки.
Допускаемые напряжения изгиба для шестерни и колеса	,	.

3.2 Проектные расчёты зубчатых передач

3.2.1 Проектный расчёт цилиндрических передач.

Исходными данными для проектного расчета цилиндрических зубчатых передач служат: передаточное отношение u; крутящий момент на валу шестерни ,Н·м; допускаемые контактные напряжения , МПа.

Порядок проектного расчета для цилиндрических зубчатых передач представим в виде таблицы 3.2.

Таблица 3.2 – Порядок проектного расчета для цилиндрических зубчатых передач

Параметр	Обозна-чение	Определение параметра
Коэффициент ширины относительно межосевого расстояния		Выбирается по таблице А.4 [1, таблица 8.4] в зависимости от расположения колёс относительно опор редуктора и от твердости поверхности зубьев.
Коэффициент ширины относительно делительного диаметра		.
Степень точности		Выбирается по таблице А.5 [1, таблица 8.2].
Коэффициент распределения нагрузки между зубьями		Для прямозубой передачи ; Для косозубой передачи .
Коэффициент концентрации нагрузки		Выбираем по графикам, представленным на рисунке А.2 [1, рисунок 8.15], в зависимости от твердости поверхности зубьев, вида редуктораи коэффициента .
Модуль упругости		Для стали = 2,1·10^11 Па.
Делительный диаметр шестерни		Для прямозубой передачи ; для косозубой передачи . «плюс» при внешнем зацеплении; а «минус» при внутреннем.
Ширина шестерни		.
Коэффициент модуля		Выбираем по таблице А.5 [1, таблица 8.5] в зависимости от твердости поверхности зубьев.
Модуль передачи		. После расчёта из ГОСТ 9563-80 по таблице А.8 [1, таблица 8.1] выбираем ближайший стандартный модуль.

Продолжение таблицы 3.2

Коэффициент осевого перекрытия (только для косозубой передачи)		.
Угол наклона зубьев (только для косозубой передачи)		. 8 < < 22º, если значение выходит из пределов изменяем .
Число зубьев шестерни		Для прямозубой передачи ; для косозубой передачи .
Число зубьев колеса
Межосевое расстояние		Для прямозубой передачи ; для косозубой передачи .
Делительные диаметры шестерни и колеса	,	Для прямозубой передачи ; для косозубой передачи .
Диаметры вершин зубьев шестерни и колеса	,	.
Диаметры впадин зубьев шестерни и колеса	,	.

3.2.2 Проектный расчёт прямозубой конической передачи.

Исходными данными для проектного расчета прямозубых конических зубчатых передач служат: передаточное отношение u; крутящий момент на валу колеса ,Н·м; допускаемые контактные напряжения , МПа.

Порядок проектного расчета для прямозубых конических зубчатых передач представим в виде таблицы 3.3.

Таблица 3.3 – Порядок проектного расчета для конических зубчатых передач

Параметр	Обозна-чение	Определение параметра
Коэффициент ширины относительно внешнего конусного расстояния		< 0,3. Наиболее распространено = 0,285.
Коэффициент концентрации нагрузки		Выбираем по графикам на рисунке А.4 [1, рисунок 8.33] в зависимости от твердости поверхности зубьев, вида редуктораи отношения .

Продолжение таблицы 3.3

Коэффициент, характеризующий понижение прочности зубьев конической передачи по сравнению с цилиндрической
Модуль упругости		Для стали = 2,1·10^11 Па.
Внешний делительный диаметр колеса		.
Внешнее конусное расстояние		.
Коэффициент модуля		Выбираем по таблице А.5 [1, таблица 8.5], в зависимости от твердости поверхности зубьев.
Ширина колеса		.
Углы делительных конусов	,	; .
Внешний делительный диаметр шестерни		.
Среднее конусное расстояние		.
Эквивалентное число зубьев шестерни		Определяем по графикам на рисунке А.5 [1, рисунок 8.36], в зависимости от передаточного отношения u и внешнего делительного диаметра шестерни .
Число зубьев шестерни		=1,6· .
Число зубьев колеса		.
Модуль во внешнем сечении		После расчёта из ГОСТ 9563-80 по таблице А.8 [1, таблица 8.1] выбираем ближайший стандартный модуль.
Модуль в среднем сечении		.
Делительные диаметры шестерни и колеса в среднем сечении	,	.
Делительные диаметры шестерни и колеса во внешнем сечении	,	.

Дата добавления: 2014-12-25