Зубчатых передач

Для облегчения выполнения проверочного расчета цилиндрических закрытых передач, а также последующей оптимизации конструкции автором разработана программа с использованием математического процессора MathCad. Все расчеты автоматизированы, и пользователю нужно лишь вводить исходные данные для своей передачи и выбирать значения, стандартизованные ГОСТом. При необходимости можно также отредактировать формулы. После завершения расчетов все вычисления сохраняются в файле для последующей распечатки.

В программе используются следующая цветовая подсветка данных:

желтый цвет – данные, требующие ввода;

зеленый цвет – данные, полученные автоматически в результате вычислений;

сиреневый цвет – данные, требующие анализа и проверки.

Проверочному расчету предшествует проектный расчет, в ходе выполнения которого проводится выбор основных геометрических параметров передачи. Проверочный расчет выполняется с целью проверки соответствия этих параметров необходимым условиям прочности.

Рассмотрим порядок выполнения проверочного расчета зубчатых передач для наглядности на конкретном примере расчета косозубой передачиодноступенчатого редуктора.

Исходные данные для расчета передачи:

Крутящий момент на ведущем валу

Частота вращения шестерни об/мин.

Уточненное передаточное число

Межосевое расстояние мм

Нормальный модуль мм

Угол зацепления:

Уточненный угол наклона линии зуба радиан

Ширина зубчатого венца шестерни мм, колеса мм

Число зубьев шестерни: колеса

Диаметр делительной окружности

шестерни мм, колеса мм.

Твердость поверхности зубьев шестерни

Окружная скорость в зацеплении м/с

Степень точности изготовления передачи

Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые изгибные напряжения

на шестерне , на колесе

Коэффициент перегрузки электродвигателя

Допускаемые контактные напряжения при перегрузке пиковым моментом

Допускаемые изгибные напряжения при перегрузке пиковым моментом

2.1. Проверочный расчёт на контактную выносливость

1. Коэффициент Z м, учитывающий механические свойства материала зубчатых колес.

Приведенный модуль упругости материала: МПа

Коэффициент Пуассона материала:

Поскольку в редукторах механических приводов, изучаемых в курсе "Детали машин", устанавливаются обычно стальные зубчатые колеса, то эти параметры можно оставить без изменения, поскольку они указаны именно для стали.

Тогда коэффициент Z_М будет равен:

; численное значение МПа.

2. Коэффициент Z _Н, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев:

; .

3. Коэффициент Z _e, учитывающий длину контактных линий.

Коэффициент торцевого перекрытия:

; .

Тогда коэффициент Z_e, будет равен:

; .

4. Силы, действующие в зацеплении

Окружная сила

; .

Радиальная сила

; .

Осевая сила

; .

5. Коэффициент динамической нагрузки K HVпри расчете на контакт

Выбирается по таблице 2 в зависимости от:

степени точности изготовления передачи: ,

твердости поверхности зубьев: ,

окружной скорости: м/с;

верхнее значение для прямозубых, нижнее для косозубых колес

Таблица 2.

Степень точности	Твёрдость поверхностей зубьев	Окружная скорость v, м/с
	HB£350	1.03 1.01	1.06 1.02	1.12 1.03	1.17 1.04	1.23 1.06	1.28 1.07
HB>350	1.02 1.00	1.04 1.00	1.07 1.02	1.10 1.02	1.15 1.03	1.18 1.04
	HB£350	1.04 1.02	1.07 1.03	1.14 1.05	1.21 1.06	1.29 1.07	1.36 1.08
HB>350	1.03 1.00	1.05 1.01	1.09 1.02	1.14 1.03	1.19 1.03	1.24 1.04
	HB£350	1.04 1.01	1.08 1.02	1.16 1.04	1.24 1.06	1.32 1.07	1.40 1.08
HB>350	1.03 1.01	1.06 1.01	1.10 1.02	1.16 1.03	1.22 1.04	1.26 1.05
	HB£350	1.05 1.01	1.10 1.03	1.20 1.05	1.30 1.07	1.40 1.09	1.50 1.12
HB>350	1.04 1.01	1.07 1.01	1.13 1.02	1.20 1.02	1.26 1.04	1.32 1.05

Выбранное значение:

6. Коэффициент K _Hb,учитывающий неравномерность распределения нагрузки при расчете на контактную выносливость.

Сначала нужно выбрать схему расположения зубчатых колес относительно опор.

В данном случае подходит пятая схема, т.к. рассчитывается зубчатая передача одноступенчатого редуктора, следовательно, колеса установлены симметрично относительно опор.

Далее вычисляется коэффициент ширины зуба:

; .

Коэффициент K_Hb определяется по графику одного из рисунков

(в зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев)

при НВ2<350	при НВ1>350 и НВ2> 350
КHb ybd	КHb ybd

а б

Рисунок 3.

Выбранное значение, согласно графику рисунка 3а .

7. Удельная расчетная окружная сила при расчете на контактную выносливость

; .

8. Контактные напряжения, действующие в зацеплении:

; МПа.

Не должны превышать допустимые: Условие прочности I: :

МПа.

Поскольку неравенство соблюдается, можно сделать вывод: проектируемая передача удовлетворяет условию контактной выносливости.

Следующий шаг: проверка рациональности выбранных параметров передачи.

Отклонение значения напряжения:

; .

Дата добавления: 2015-07-15