Лекция 4. Проектирование прямозубых цилиндрических передач
Обзор: Расчетная нагрузка. Силы в зацеплении. Расчет прочности зубьев по контактным напряжениям. Выбор модуля и числа зубьев. Проверочный расчет прочности зубьев по напряжениям изгиба. Расчет открытых прямозубых цилиндрических передач.
Бесплатно
Просмотр: эта статья прочитана 4919 раз

pdf

Краткий обзор
Полностью материал скачивается выше, предварительно выбрав язык

Расчет прямозубых цилиндричных передачОбзор

Критерии расчетов закрытых и открытых передач по ГОСТ 21354-87.

Расчетная нагрузка

 Под расчетной нагрузкой принимают максимальное значение удельной нагрузки, распределенной по линии контакта зубьев.

Расчеиный коеээфициент учитывает:

  •  коэффициент неравномерности распределения нагрузки (коэффициент концентрации) учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине зуба вследствие деформации валов, корпусов, опор и самых зубчатых колес, а также неточность изготовления и монтажа; зависит от точности монтажа и жесткости валов, корпусных деталей и подшипников. При всех равных условиях концентрация напряжений увеличивается с увеличением ширины колеса  . Концентрация нагрузки увеличивает контактные напряжения и напряжение изгиба. Если колеса изготовляются из  материалов, которые хорошо прирабатываются (HB < 350), то концентрация постепенно уменьшается вследствие повышенного местного износа.   Выбирается из графиков на основании схемы редуктора в зависимости от коэффициента ширины колеса относительно диаметра шестерни   и твердости материала НВ;
  • коэффициент динамической нагрузки учитывает внутренние динамические нагрузки, возникающие в передачах вследствие ошибок основного шага   при нарезании колес. Зависит от степени точности изготовления колес , окружной скорости, присоединенных масс, упругости зубьев и др. Выбирается по таблице .

 Различают: при расчетах по контактным напряжениям и по  напряжениям изгиба.

 Силы в зацеплении

  • Нормальная сила, направлена по линии зацепления как общей нормали к поверхности зуба. Силы, действующие в зацеплении, обычно прикладывают в полюсе зацепления. Нормальную силу  переносят вдоль линии действия в полюс и раскладывают на составляющие.
  • Окружная сила,
  •  Радиальная сила.

 Расчет прочности зубьев по контактным напряжениям

 Наибольшую контактную усталость имеет околополюсная зона, где наблюдается однопарное зацепление. Поэтому расчет контактных напряжений выполняют при контакте в полюсе зацепления. При этом контакт зубьев можно рассматривать как контакт двух цилиндров.

 Учитывая зависимости между крутящими моментами, силами и геометрическими параметрами передачи, получают расчетные формулы.

 При проектном расчете  определяются размеры передачи по заданным основным характеристикам: крутящим моментам    и передаточному числу.  Прежде всего, определяют межосевое расстояние, как размер, определяющий габариты передачи, делительный ли диаметр шестерни.

Выбор модуля и числа зубьев

Контактные напряжения   не зависят от модуля или числа зубьев по отдельности, а зависит от их произведения – диаметра.

 Обычно значение  m выбирают, ориентируясь на рекомендации, полученные на практике, а потом проверяют зубья на изгиб. Модуль определяют таким образом: в зависимости от твердости зубьев и нагрузки передачи, выбирают значение коэффициента ширины колеса относительно модуля.

 Мелкомодульные колеса с большим числом зубьев обеспечивают плавность хода передачи и ее экономичность.

 Преимущества мелкомодульных колес:

  • уменьшаются потери на трение, вследствие уменьшения скольжения;
  • сокращается затраты материала, вследствие уменьшения диаметра вершин  ;
  • экономится станочное время нарезания зубьев, так как уменьшается объем срезываемого материала.

Недостатки:

  • чувствительность к перегрузкам;
  • чувствительность к неоднородности материала.

 Крупномодульные колеса, имеющие большее  число зубьев, дольше противостоят износу, менее чувствительные к перегрузкам и неоднородности материала, могут работать продолжительное время после начала выкрашивания.

 При известном модуле определяют и уточняют параметры передачи. При выборе   для предотвращения подрезывания зубьев должно быть меньше 17, для уменьшения шумности  быстроходных передач рекомендуется принимать  меньше 25.

Проверочный расчет прочности зубьев на изгиб

  Зубья имеют сложнонапряженное состояние. Наиболее опасные напряжения изгиба   возникают в корне зуба в зоне перехода эвольвенты в галтель. В этом месте наблюдается концентрация напряжений.

 При расчете на прочность по напряжениям изгиба принимаются следующие предположения:

  1. Вся нагрузка в зацеплении приложена к вершине зуба и передается одной парой зубьев.
  2. Зубья рассматриваются как консольные балки, для которых справедлив метод сечений. Фактически зубья подобны выступам, в которых размеры поперечного сечения сравнимы с высотой. Точный расчет напряжений подобных элементов выполняют методами теории упругости,а результат точного расчета применяют для исправления приближенного расчета путем введения коэффициента концентрации напряжений.

 За расчетное напряжение принимается напряжение на растянутой стороне зуба   (для сталей растяжение опаснее сжатия).

Расчет открытых прямозубых цилиндрических передач

    Для открытых передач, работающих в неблагоприятных условиях, без смазки, проектным является расчет по напряжениям изгиба.

 Из условия прочности по напряжениям изгиба определяют модуль. Дальше определяют другие геометрические параметры и проводят проверочные расчеты.

Формат: pdf

Размер:450КВ

Язык: русский, украинский

Получить RSS Еще публикации по теме

Больше статей...

 На главную страницу

Оцените сайт

Примеры расчетов
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи. Выполнен выбор материала, расчет допускаемых напряжений, расчет на контактную и изгибную прочность.

Пример решения задачи на изгиб балки
В примере построены эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, найдено опасное сечение и подобран двутавр. В задаче проанализировано построение эпюр с помощью дифференциальных зависимостей, провелен сравнительный анализ различных поперечных сечений балки.

Пример решения задачи на кручение вала
Задача состоит в проверке прочности стального вала при заданном диаметре, материале и допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры крутящих моментов, касательных напряжений и углов закручивания. Собственный вес вала не учитывается

Пример решения задачи на растяжение-сжатие стержня
Задача состоит в проверке прочности стального стержня при заданных допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений. Собственный вес стержня не учитывается

Применение теоремы о сохранении кинетической энергии
Пример решения задачи на применение теоремы о сохранение кинетической энергии механической системы

Определение реакций опор твердого тела
Исходные данные и примеры решения задачи Определение реакций опор твердого тела (задача С-2 из cборника заданий для курсовых работ по теоретической механике А.А. Яблонского)

Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения
Пример решение задачи на определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения

Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении
Пример решения задачи на определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении

Определение усилий в стержнях плоской фермы
Пример решения задачи на определение усилий в стержнях плоской фермы методом Риттера и методом вырезания узлов

Применение теоремы об изменении кинетического момента
Пример решения задачи на применение теоремы об изменении кинетического момента для определения угловой скорости тела, совершающего вращение вокруг неподвижной оси.


Учебники
А.А. Яблонский, В.М. Никифорова Курс теоретической механики, т.1 и 2
Курс теоретической механики для студентов высших учебных заведений в двух томах.

С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики
С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики. 10-е издание,1986 г.

Беляев Н.М. Сопротивление материалов
Учебник по сопротивлению материалов для студентов политехнических, транспортных, строительных, гидротехнических, энергетических и машиностроительных вузов

М.Н.Иванов, В.А. Финогенов - Детали машин
Учебник по дисциплине 'Детали машин и основы конструирования' в электронном формате. 12-е издание, исправленное, год издания 2008.

Н.Ф.Киркач, Р.А.Баласанян - Расчет и проектирование деталей машин Учебник по дисциплине Детали машин и основы конструирования в формате djvu

В.И.Анурьев. Справочник инженера конструктора Три тома cправочника инженера-конструктора. Приведены современные справочные сведения по расчету и конструкциям осей, валов,подшипников, муфт, механический передач, разъемных соединений. Материалы, допуски и посадки и др.

ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А Выписка из ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А мощностью 0,55 кВт до 15кВт, мощность, асинхронная частота вращения, геометрические размеры

ГОСТ 25347-82 «ЕСДП, поля допусков и рекомендуемые посадки» (СТ СЭВ 144-75) Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей с номинальными размерами до 3150 мм и устанавливает поля допусков для гладких деталей в посадках и для несопрягаемых элементов.

ГОСТ 520-2002. Подшипники качения Стандарт устанавливает допуски на основные размеры и точность вращения подшипников и другие технические требования

Больше закачек...