Проектный и проверочные расчеты открытых передач. Расчет геометрических параметров зубчатых колес

Читайте также:

I. Расчет размера платы за коммунальную услугу, предоставленную потребителю за расчетный период в i-м жилом помещении (жилой дом, квартира) или нежилом помещении
II. Расчет размера платы за коммунальную услугу, предоставленную потребителю за расчетный период в занимаемой им j-й комнате (комнатах) в i-й коммунальной квартире
III. Расчет размера платы за коммунальную услугу, предоставленную за расчетный период на общедомовые нужды в многоквартирном доме
VI. Порядок расчета и внесения платы за коммунальные услуги
Автоматизация расчета плат за перевозку грузов
Актуарные расчеты в страховании
Аналитический расчет режимов обработки

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП ДМ 16 03 000 00 03ПЗ

Разраб.

Хованский

Провер.

Блохин

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Блохин

Проектный и проверочные расчеты открытых передач. Расчет геометрических параметров зубчатых колес.

Лит.

Листов

БГТУ 231071213

Открытые передачи рассчитывают только на выносливость зубьев при изгибе, так как абразивный износ поверхностей зубьев происходит быстрее, чем усталостное контактное выкрашивание.

Проектировочный расчет служит только для предварительного определения модуля зацепления. Расчет производится для шестерни. Предварительно выбирают материалы зубчатой пары.

Выбираем материал по [1] таблице 3.1: сталь 40Х, для шестерни HВ₁=300, для колеса HВ₂=280.

Предел прочности σ_в=1000 МПа.

Предел текучести σ_т=800 МПа.

Ориентировочное значение модуля m вычисляют по[1] формула 3.6:

(3.1)

где

K_m- вспомогательный коэффициент, по [1] с. 41: K_m=14;

T₁- крутящий момент на валу шестерни (H×м); T₁=376,64 H×м

K_Fβ- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, 1,01 по [1] рисунок 3.2;

Y_F₁- коэффициент, учитывающий форму зуба, [1] с. 40: Y_F₁=4,1;

Z₁-число зубьев шестерни, Z₁=20;

y_bd- коэффициент ширины зубчатого венца: y_bd= 0,35;

[σ_F]-допускаемые напряжения изгиба зубьев (Мпа), рассчитываем по [1] формула 3.2:

(3.2)

где σ_Flim- предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий эквивалентному числу циклов перемены напряжений (Мпа), рассчитываем по [1] с. 32:

, (3.3)

где

σ_Flimb- предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений (МПа), [1] таблица 3.2.

σ_Flimb=1,8 ×HВ₁(3.4)

σ_Flimb₁=1,8 ×300=540 МПа

σ_Flimb₂=1,8 ×280=504 МПа

K_Fa- коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба, 1,1 по [1] с. 32;

K_Fd- коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности, 1 по [1] с. 32;

K_F₀- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки, 1 по [1] с. 32;

K_Fl- коэффициент долговечности, 1 по [1] с.32.

МПа

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП ДМ 16 03 000 00 03 ПЗ

МПа

YS-коэффициент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений, 1 по [1] с.33;

YR-коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности, 1 по [1] с. 33;

KXF- коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса, 1

S_F-коэффициент безопасности, определяем по [1] с. 32:

(3.5)

где S¢_F- коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и ответственность зубчатой передачи, 1,75 по [1] табл. 3.1;

S¢¢_F- коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса, 1по[1] таблице 3.1.

S_F=1,75·1=1,75

[σ_F₁]=(594·1·1×1)/1,75=339,4 МПа

[σ_F₂]=(554,4·1·1×1)/1,75=316,8 МПа

Принимаем [σ_F₁]=339,4 МПа

Принимаем окончательно модуль зацепления равным 4,5 мм.

Принимаем число зубьев Z₂ колеса, округлив его до целого:

Z₂=Z₁×U (3.6)

где

U-передаточное число передачи, 2,5

Z₂=20×2,05=41

Определяем параметры зубчатых колес (см. рисунок 3.1)

Определяем диаметр начальной окружности шестерни, равный делительному диаметру по [1] с. 42:

d_w₁=Z₁×m (3.7)

d_w₁=20×4,5=90 мм.

Определяем диаметр начальной окружности колеса

d_w₂=Z₂×m (3.8)

d_w₂=41×4,5=184,5мм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП ДМ 16 03 000 00 03 ПЗ

Определяем межосевое расстояние по [1] с. 42:

a_w =(d_w1+ d_w2)/2 (3.9)

a_w =(90+184,5)/2=137,25 мм.

Определяем окружную скорость

V=(w₁× d_w₁)/2000 (3.10)

V=(6,85×90)/2000=0,3 м/с

Выбираем степень точности передачи: 9-я степень точности

Определяем рабочую ширину венца колеса по [1] с. 42:

b₂=y_bd× d_w₁ (3.11)

b₂ =0,35×90=32 мм.

b₁ = b₂+4=32+4=36 мм.

Расчетное напряжение изгиба зубьев σ_F (Мпа) определяют по [1] формула 3.5:

(3.12)

где

KFa-коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, 1 по [1] с. 40;

KFV-коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении, 1,25 по [1] с. 40;

0,9 · [σ_F] ≤ Мпа ≤ 1,05· [σ_F]

285,12≤ 286≤332,64

Параметры зубчатых колес определим согласно [1] таблице 8.1

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП ДМ 16 03 000 00 03 ПЗ

в – ширина винца зубчатого колеса; а – толщина обода;D₀ – диаметр отверстий в диск; c – толщина диска; L_ст – длина ступицы; d_в – диаметр вала; d_ст– диаметр ступицы; D_к- внутренний диаметр обода; D_отв– диаметр окружностей центров отверстий; d_f - диаметр окружности впадин зубьев; d_a – диаметр окружности вершин зубьев; d – диаметр делительной окружности; h_f – высота ножки зуба; h_a – высота головки зуба.

Рисунок 3.1– Основные параметры цилиндрических зубчатых колес

Диаметр вершин зубьев:

d_а_i=d_wi+2×h_a, (3.13)

где d_i - делительный диаметр, мм

m – модуль зубьев, мм

d_a₁=90+2×4,5=99мм

d_a₂=184,5+2×4,5=193,5мм

Высота головки зуба:

h_a =m =4,5 мм.

Высота ножки зуба:

h_f =1,25·m=5,625 мм.

Высота зуба:

h=h_a + h_f=4,5+5,625=10,125 мм.

Диаметр окружности впадин зубьев d_f, мм.

d_f= d_w- 2h_f

d_f₁=90-2∙5,625=78,75 мм

d_f₂=184,5-2∙5,625=173,25 мм.

Диаметр ступицы d_ст, мм

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП ДМ 16 03 000 00 03 ПЗ

(3.14)

d_ст =1,7∙65=110,5 мм.

Длина ступицы l_ст, мм

(3.15)

Толщина обода:

а =3·h_a =3·4,5=13,5 мм (3.16)

Толщина диска:

с =1,1×а =1,1×13,5 =14,85 мм. (3.17)

Сводим все расчеты в таблицу 3.1– Основные параметры цилиндрических прямозубых зубчатых колес

Таблица 3.1 – Основные параметры цилиндрических прямозубых зубчатых колес

Параметры	Значение
Высота головки зуба h_a, мм	4,5
Высота зуба h, мм	10,125
Высота ножки зуба h_f, мм	5,625
Диаметр окружности вершин d_а зубьев, мм		193,5
Диаметр окружности впадин d_f зубьев, мм	78,75	173,25
Толщина обода a, мм	13,5
Диаметр ступицы d_ст, мм
Длина ступицы l_ст, мм
Диаметр вала d_в под ступицей колеса, мм
Толщина диска c, связывающего ступицу и обод, мм	14,85