Расчет косозубой цилиндрической передачи.

Инструкция по выполнению задания

1. Произвести третий этап расчета цилиндрической зубчатой передачи в соответствии с вариантом задания:

12). Определить силы, действующие в зацеплении косозубых колес.

13). Определить окружную скорость зубчатых колес.

14). Уточнить коэффициент ширины венца колеса .

15). Выполнить проверочный расчет зубчатого зацепления на контактную прочность зубьев.

16). Вычислить эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса.

17). Выполнить проверочный расчет на изгибную прочность зубьев.

Используемая литература:

1. Аркуша А.И. Фролов М.И. Техническая механика – М.: Высш. шк., 1983. – 447 с.

2. Файл с фотографией или сканом выполненной работы отправить для проверки на электронную почту baranovang1978.baranova@yandex.ru до 12.11.2020 г.

В теме письма обязательно указать: 11.11.2020 Техническая механика 118-1 ФИО студента

Электронные письма без указания темы рассматриваться не будут!

Практическая работа «Расчет цилиндрической зубчатой передачи»

Расчет косозубой цилиндрической передачи.

Рассчитать косозубую передачу одноступенчатого цилиндрического редуктора привода винтового транспортера (рис.1). и проверить передачу на контактную усталость рабочих поверхностей зубьев, если мощность на ведущем валу редуктора Р₁ и угловая скорость вала ω ₁. Передаточное число редуктора u. Редуктор нереверсивный, предназначенный для длительной работы при постоянной нагрузке.

Данные своего варианта принять по таблице 1.

Таблица 1

Последовательность решения задачи:

1. Определить вращающие моменты на валу шестерни и валу колеса , Принять КПД цилиндрического редуктора η=0,97.

2. Для заданной марки стали принять для шестерни термообработку – улучшение поковки и закалку ТВЧ (см. таблицу материалов в учебнике [1, стр. 341, табл. 3.9]), для колеса – улучшение поковки. Диаметр заготовки шестерни D_пред меньше диаметра заготовки колеса.

3. Определить допускаемые контактные напряжения отдельно для материала шестерни и материала колеса:

;

где σ _но1 =2НВ _1ср +70 и σ _но2 =2НВ _2ср +70

Коэффициент долговечности К_HL при длительной работе редуктора и числе циклов нагружения зубьев более базового числа циклов принять равным 1. Требуемый коэффициент безопасности принять равным 1,1 как для нормализованной, так и для улучшенной стали.

В качестве расчетного допускаемого напряжения принять допускаемое контактное напряжение по формуле:

[σ _н ]=0,45([σ _н ] ₁ +[σ _н ] ₂) Н/мм²

При этом необходимо проверить условие [σ _н ] ≤1,23[σ _н ]₂. Если это условие не выполняется, то за допускаемое напряжение принять [σ _н ]=1,23[σ _н ]₂

4. Допускаемое напряжение изгиба для шестерни при базовом числе циклов напряжений принять [ ]₁=310 Н/мм², а допускаемое напряжение для колеса [ ]₂ определить по формуле

[ ]₂= ,

где - предел выносливости зубьев по излому, определяемый при твердости зубьев

НВ<350 по формуле =1,8НВ_ср;

-требуемый коэффициент безопасности (принять равным 1,75 для зубчатых колес, изготовленных из поковок и штамповок);

- коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки; =1 при одностороннем приложении нагрузки; =0,7…0,8 при двустороннем приложении нагрузки.

- коэффициент долговечности при длительной работе передачи и числе циклов нагружения зубьев более базового числа циклов, принять =1;

5. Принять расчетные коэффициенты. Коэффициент ширины венца колеса относительно делительного диаметра шестерни принять с учетом симметричного расположения колес относительно опор по учебнику [1, стр. 355.] Вычислить коэффициент ширины венца колеса относительно межосевого расстояния

Выбрать значение коэффициента ширины венца колеса относительно межосевого расстояния из стандартного ряда [1, стр. 354.].

Принять значение коэффициента неравномерности распределения нагрузки по длине контакта зубьев в зависимости от коэффициента ширины венца колеса по учебнику [1, стр. 356, табл. 3.10]. Для прирабатывающихся цилиндрических зубчатых колес и постоянном режиме нагрузки принимают =1.

6. Определить межосевое расстояние из условия контактной прочности рабочих поверхностей зубьев по формуле:

где - в мм; - в Н∙мм; - в Н/мм².

Полученную величину округлить до стандартного значения по учебнику [1, стр. 344].

7. Определить предварительные размеры колеса:

Делительный диаметр: ;

Ширину венца:

8. Определить нормальный модуль косозубой передачи из условия обеспечения равной контактной и изгибной прочности зубьев по формуле:

Где m – в мм; Т₂- в Н∙мм; d₂ и b₂ – в мм; - в Н/мм².

Полученное значение нормального модуля округлить в большую сторону по СТ СЭВ 310-76 по учебнику [1, стр. 335].

9. Предварительно принять минимальный угол наклона зубьев: β_min=10⁰.

Угол определить с точностью до минуты. Суммарное число зубьев передачи

принимается как целое число. Фактический угол наклона зубьев , тогда угол β определить с точностью до одной минуты. Угол β допускается в пределах 8…18⁰; определить число зубьев шестерни и колеса .

10. Определить фактическое передаточное число передачи . Отклонение от заданного u допускается до 2,5%.

11. Определить основные геометрические размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительных окружностей с точностью до 0,01мм;

Фактическое межосевое расстояние: ;

Диаметры вершин зубьев: и ;

Ширина венца колеса: и шестерни мм.

12. Определить силы, действующие в зацеплении косозубых колес: окружную ; радиальную: ; осевую: .

Силы F_t,F_r и F _a – в Н; угол = 20⁰; Т₂ – в Н∙мм; d₂- в мм.

13. Определить окружную скорость зубчатых колес в м/с и назначить степень точности их изготовления по учебнику [1, стр. 339, табл. 3.8].

14. Уточнить коэффициент ширины венца колеса и принять коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине венца (см. п.5). Принять коэффициенты динамической нагрузки и по учебнику [1, стр. 356].

15. Проверить рабочие поверхности зубьев по контактным напряжениям:

Где F_t – в Н; d₂ и b₂ – в мм; σ_н – в Н/мм².

Допускается недогрузка передачи до 10% или перегрузка на 5%. Если эти условия не выполняются, то надо изменить ширину венца колеса b₂ или даже заменить , не выходя из стандартного ряда чисел и , затем повторить определение расчетного контактного напряжения .

16. Вычислить эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса: и . По величинам и выбрать коэффициенты формы зуба шестерни и колеса по учебнику [1, стр. 356].

17. Проверить прочность зубьев шестерни и колеса на изгиб, по формулам:

; .

Сделать вывод.