Читайте также: |
|
3.1. Призначити матеріал конусної шестерні і зубчастого колеса. Можна призначити вуглецеві або леговані конструкційні стала. Призначення легованих сталей дозволяє зменшити розміри редуктора, але ці сталі значно дорожчі ніж вуглецеві. Шестерня і колесо можуть виготовлятися з різних або однакових сталей з різною термообробкою. При цьому слід забезпечити більш високу твердість шестерні, тому що зуби шестерні витримують більш високе навантаження. Для прямозубих конусних передач НВ1 ≥ НВ2 + (25…50), для конусних передач з круговим зубом НВ1 ≥ НВ2 + (50…80). Для матеріалів шестерні і колеса необхідно вказати межу міцності σв, межу плинності σТ та твердість НВ чи НRC (табл. Д3, с. 79).
3.2. Допустиме контактне напруження
(МПа)
σHlim – межа контактної витривалості матеріалу:
- для нормалізованих та поліпшених сталей визначається за формулою:
σHlim = 2·НВ + 70 (МПа);
- для сталей після об’ємного гартування:
σHlim = 18·HRC + 150 (МПа);
- для сталей після поверхневого гартування:
σHlim = 17·HRC + 200 (МПа);
- для легованих сталей після цементації:
σHlim = 23·HRC (МПа);
KHL – коефіцієнт довговічності, при тривалій роботі редуктора KHL= 1;
[ SH ] – коефіцієнт безпечності роботи: для коліс з нормалізо-ваних та поліпшених сталей, а також після об’ємного гартування [ SH ] = 1,1…1,2; для коліс після поверхневого гартування та цементації [ SH ] = 1,2…1,3.
Для прямозубої конусної передачі визначається допустиме контактне напруження матеріалу колеса, яке приймається за розрахункове.
Для конусної передачі з круговим зубом необхідно розраховувати допустиме контактне напруження матеріалу шестерні [ σH1 ] і матеріалу колеса [ σH2 ]. Розрахункове допустиме контактне напруження визначається за співвідношенням:
[ σH ] = 0,45([ σH1 ] + [ σH2 ])
Отримане значення перевіряється за умови [ σH ] ≤ 1,23 [ σH2 ]. Якщо ця умова не виконується, то за розрахункове значення приймається [ σH ]=1,23[ σH2 ].
3.3. Орієнтовний коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по довжині зуба колеса КНβ. Для негартованих конусних зубчастих коліс КНβ = 1,20…1,35; для гартованих – КНβ = 1,25…1,45.
3.4. Коефіцієнт ширини вінця зубчастого колеса ψbRe. Орієнтовно можна прийняти: для прямозубих коліс ψbRe = 0,285; для коліс з круговим зубом ψbRe ≤ 0,3.
Для конусних коліс з круговим зубом потрібно призначити середній кут нахилу зубів. β = 30 ÷ 40º. Рекомендується приймати β = 35º.
3.5. Зовнішній ділильний діаметр колеса:
(мм)
Для прямозубої конусної передачі Кd = 99; для конусної передачі з круговим зубом Кd = 86.
Т2 підставляти в Н · мм; [ σH ] – в МПа.
Отримане значення зовнішнього ділильного діаметра необхідно округлити до найближчого стандартного значення:
1-й ряд: 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 …
2-й ряд: 56, 71, 90, 112, 140, 180, 225.
Перевага надається першому ряду.
3.6. Число зубів шестерні рекомендується приймати в межах: z1 ≈ 18 ÷ 32.
Менші значення приймати при більших передаточних числах редукторів.
Число зубів колеса: z2 = z1 · ір
Отримані значення округляти до найближчого цілого числа.
Після визначення чисел зубів шестерні і колеса необхідно уточнити передаточне число передачі.
Визначити відхилення дійсного передаточного числа (ір)д від раніше прийнятого (ір)пр
Відхилення допускається до 3 %. Якщо відхилення більше допустимого, то необхідно прийняти інше число зубів шестерні.
3.7. Зовнішній коловий модуль для прямозубих коліс me або
зовнішній торцевий мо-дуль для коліс з круговим зубом mte
(мм)
Значення модуля для конусних передач можна не округлювати до стан-дартного значення.
Якщо розраховане значення модуля окру-глялось до стандартного, то необхідно уточнити зовнішній ділильний
діаметр колеса
(мм)
Рис. 3.1. Конусна зубчаста 3.8. Кути ділильних конусів
передача δ2 = arc tg ip
δ1 = 90º - δ2
3.9. Інші основні розміри шестерні і колеса:
Зовнішня конусна відстань
(мм)
Середня конусна відстань
R = Re – 0,5 · b (мм)
Довжина зуба
b = ψbRe · Re (мм)
При цьому потрібно дотримуватись співвідношення
b ≤ 0,3 · Re
Зовнішній ділильний діаметр шестерні
(мм)
Середній ділильний діаметр шестерні
d1 = 2 · (Re – 0,5 · b) · sin δ1 (мм)
Середній ділильний діаметр зубчастого колеса
d2 = 2 · (Re – 0,5 · b) · sin δ2 (мм)
Зовнішня висота зубів:
- для прямозубих коліс he = 2,2 · me (мм)
- для коліс з круговим зубом he = 2 · mte · cos β +0,1) (мм)
Зовнішня висота головки зуба:
- для прямозубих коліс hae = me (мм)
- для коліс з круговим зубом hae = mte · cos β · (1 + x1),
де х1 – коефіцієнт радіального зміщення в шестерні
Зовнішні діаметри вершин зубів шестерні і колеса
dae1 = de1 + 2 · hae · cos δ1 (мм)
dae2 = de2 + 2 ·hae · cos δ2 (мм)
Зовнішня висота ніжки зуба
hfe = he – hae (мм)
Зовнішні діаметри впадин зубів шестерні і колеса
dfe1 = de1 – 2 · hfe ·cos δ1 (мм)
dfe2 = de2 – 2 · hfe · cos δ2 (мм)
Середній коловий модуль (для прямозубих коліс)
(мм)
Середній нормальний (коловий) модуль (для коліс з круговим зубом)
(мм)
Коефіцієнт ширини шестерні по середньому діаметру
(мм)
3.10. Колова швидкість зубчастих коліс та ступінь точності передачі
(м/с)
За визначеною коловою швидкістю за таблицею Д4, (с. 79) необхідно прийняти ступінь точності передачі. Для конусних редукторів рекомендується приймати ступінь точності коліс не нижче 7÷8.
3.11. Коефіцієнт навантаження
КН = КНβ · КНα · КНv
КНβ – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по довжині зуба колеса (табл. Д5, с. 80).
КНα – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження між зубами колеса (табл. Д7 с. 80).
КНv – динамічний коефіцієнт, який залежить від колової швидкості передачі (табл. Д8 с. 81).
3.12. Перевірка міцності зубчастого зачеплення за контактними напруженнями:
- для прямозубих конусних передач
- для конусних передач з коловим зубом
Необхідно визначити перевантаження (недовантаження) зубчастого зачеплення
Допускається недовантаження передачі до 10%, а переванта-ження до 5%. Якщо умова міцності не виконується, то можна змінити ширину колеса b, діаметри коліс або призначити інші матеріали чи іншу термообробку і розрахунок повторити.
3.13. Сили, що діють в зачепленні
Колова сила (Н)
Т1 – підставляти в Н · мм, d1 – в мм.
Радіальна сила для шестерні, яка дорівнює осьовій силі для колеса
(Н)
Осьова сила для шестерні, яка дорівнює радіальній силі для колеса
(Н)
α – кут зубчастого зачеплення, для некорегованих коліс α = 20º.
3.14. Допустиме напруження на згинання зубів
(МПа)
σFlim – межа витривалості матеріалу коліс на згинання:
- для нормалізованих та поліпшених сталей:
σFlim = 1,8·НВ (МПа);
- для сталей після об’ємного гартування:
σFlim = 500…550 (МПа);
- для сталей після поверхневого гартування:
σFlim = 700 (МПа);
- для легованих сталей після цементації:
σFlim = 950 (МПа);
[ SF ] – коефіцієнт безпечності роботи: для коліс з нормалізо-ваних та поліпшених сталей та коліс після поверхневого гартування [ SF ] = 1,75; для коліс після об’ємного гартування [ SF ] = 1,8; для коліс після цементації [ SF ] = 1,55.
Допустиме напруження визначається для матеріалу шестерні і колеса. Для реверсивних передач при визначенні допустимого напруження необхідно додатково вводити коефіцієнт Kr = 0,65 для нормалізованих і поліпшених сталей, Kr = 0,75 для гартованих і цементованих сталей.
3.15. Коефіцієнт, що враховує форму зубів YF (табл. Д10, с. 81).
Для конусних коліс цей коефіцієнт знаходиться за еквівалентним числом зубів zе, яке визначається за формулою
- для прямозубих коліс
- для коліс з круговим зубом
Для матеріалу шестерні і колеса необхідно розрахувати співвідношення
та
Подальший розрахунок слід вести для шестерні чи колеса, де розраховане співвідношення менше.
3.16. Коефіцієнт навантаження
КF = КFβ · КFv
КFβ – коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по довжині зуба колеса при визначенні міцності на згин (табл. Д6 с. 78);
КFv – динамічний коефіцієнт при визначенні міцності на згин (табл. Д9 с. 81);
Коефіцієнт КFα,який враховує нерівномірність розподілу навантаження між непрямолінійними зубами:
КFα = 1,0 при ступеню точності 9;
КFα = 0,91 при ступеню точності 8;
КFα = 0,81 при ступеню точності 7;
КFα = 0,72 при ступеню точності 6.
Для коліс з круговим зубом необхідно також визначити коефіцієнт Yβ, який враховує підвищення міцності криволінійних зубів порівняно з прямолінійними
3.17. Перевірка міцності зубів за напруженнями згину
- для прямозубих передач:
;
- для передач з коловим зубом:
Якщо міцність на згинання зубів не виконується, то потрібно збільшити довжину зуба в межах допустимого або змінити матеріал коліс і розрахунок повторити.
Дата добавления: 2015-07-15; просмотров: 110 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Циліндричні зубчасті передачі | | | Черв'ячна передача |