Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Розрахунок зубчастих передач на міцність





Розрахунки зубчастих передач приладних пристроїв мають свої особливості порівняно з силовими зубчастими механізмами, що застосовуються в машинобудуванні.

В приладах точної механіки, пристроях вичислювальної техніки, роботах та ін. застосовуються кінематичні та силові зубчасті передачі, які працюють в принципово різних умовах. Кінематичні передачі практично не навантажені зовнішніми силами. При проектуванні таких мілкомодульних малогабаритних передач розрахунки на міцність, як правило, не виконують, а розміри їх визначають, виходячи з геометричного розрахунку та конструкторсько-технологічних умов. В курсовій роботі рекомендується для тихохідної ступені таких передач (як найбільш навантаженої) після геометричного розрахунку виконати перевірний розрахунок зубів на втомну міцність при згинанні. В силових передачах руйнування зубів найчастіше виникає внаслідок втоми матеріалу, тому що основний режим навантаження зубів – циклічний, навіть якщо зовнішнє навантаження на передачу постійне. Для запобігання руйнуванню зубів і забезпечення високої надійності передачі виконується розрахунок зубчастих вінців коліс на міцність з врахуванням втоми матеріалу.

Можливі два види розрахунків: проектний і перевірний. В ході проектного розрахунку, як правило визначають один із слідуючих параметрів передачі: міжосьову віддаль аw, діаметр ділильного кола d або модуль зачеплення m. Перевірний розрахунок передбачає визначення по заданих навантаженнях і розмірах передачі (знайдених в ході геометричного розрахунку) найбільших контактних та згинних напружень і порівняння їх з допустимими.

Силові зубчасті передачі приладів точної механіки, контрольно-вимірювальних приладів та вичислювальних систем часто виконуються відкритими і працюють в умовах напівсухого тертя. Це приводить до значного спрацювання, яке, як правило, випереджує процес втомного викришування активної поверхні зубів (виникнення під дією циклічних контактних напружень втомних тріщин в поверхневих шарах матаріалу зубів, подальший розвиток яких призводить до викришування частинок металу). Тому для відкритих погано змащуваних зубчастих передач найперше виконують розрахунки на втомний згин (проектний розрахунок), а потім перевіряють зуби на втомну міцність за контактними напруженнями (перевірний розрахунок). Для закритих передач, які працюють в рідкому мастилі, першим виконують розрахунок на контактну втомну міцність (проектний), а перевіряють їх на втомний згин.

Стандартним для циліндричних і конічних зубчастих передач є нормальний модуль m. Значення його, отримані в ході проектного розрахунку, або прийняті з конструктивних міркувань, повинні бути узгоджені з ГОСТ 9563- 60 (СТ СЭВ 310-76):

 

1-й ряд 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,25 1,5 ...
2-й ряд 0,22 0,28 0,35 0,45 0,55 0,7 0,9 1,125 1,375 1,75 2,25 ...

 



В черв’ячних передачах стандартними є два параметри: осьовий модуль черв’яка m (він же коловий модуль для черв’ячного колеса) і коефіцієнт діаметра черв’яка q. Значення m і q повинні бути узгоджені із ДСТУ2458-94 (ГОСТ2144-93):

 

m,мм 0,1; (0,12); 0,125; (0,15); 0,16; 0,2; 0,25; (0,3); 0,315; 0,4;
  0,5; (0,6); 0,63; 0,8; 1; 1,25; (1,5); 1,6; 2; .....
q 6,3; (7,1); 8; (9); 10; (11,2); 12,5; (14); 16;(18) (22,4);
  (25);                  

 

Менші значення q застосовуються у швидкохідних передачах для обмеження колових швидкостей, більші – для підвищення жорсткості черв’яка при високих передаточних відношеннях.

Усі види зубчастих передач стандартизовані (табл. 2.1)

 

 

Таблиця 2.1 Основні стандарти на зубчасті передачі

 

 

Вид передачі Стандарт на передачі  
циліндричці рейкові конічні черв’ячні
Терміни і позначення   ГОСТ 16530 83 (СТ СЭВ 3295-81)  
  ГОСТ 16531-83 (СТ СЭВ 3294-81)     ГОСТ 19325-73   ГОСТ 18498-73
Розрахунок геометрії ГОСТ 16532-70 (зовнішнє зачеплення); ГОСТ 19274-73 (внутрішнє зачеплення)     - ГОСТ 19624-74 (прямозубі);   ГОСТ 19326-73 (з круговими зубами)     ГОСТ 19650-74
Мо- дулі   ГОСТ 9563-60 (СТ СЭВ 310-76) ДСТУ2458-94 (ГОСТ2144-93)  
Вихідний контур ГОСТ 9587-81 (СТ СЭВ 309-85) для зубчастих коліс з 0,1 £ m < 1     ГОСТ 20184-81 (СТ СЭВ 1912-79); ГОСТ 19036-81)
  ГОСТ 13755-81 для зубчастих коліс з m ³ 1 ГОСТ 13754-81 (СТ СЭВ 516-77)- прямозубі; ГОСТ 16202-81 (СТ СЭВ 515-77)- з круговими зубами
Основні параметри ГОСТ 2185-66 (СТ СЭВ 229-75); ГОСТ 13733-77   -   ГОСТ 12289-76 ГОСТ 2144-76 (СТ СЭВ 221-75, СТ СЭВ 267-76, СТ СЭВ 2820-80)
Розрах. на міцність   ГОСТ 21354-75      
Умовні позначення     ГОСТ 2.402-68 (СТ СЭВ 286-76)
Правила вик. креслень   ГОСТ 2.403-75 (СТ СЭВ 859-78)   ГОСТ 2.404-75 (СТ СЭВ 859-78)   ГОСТ 2.405-75 (СТ СЭВ 859-78)   ГОСТ 2.406-75 (СТ СЭВ 859-78)
           

 

Основні геометричні розміри зубчастих вінців, визначені згідно стандартних параметрів вихідного контуру, приведені в табл. 2.2¸2.4.

Таблиця 2.2 Основні розміри та параметри нормальних (некоригованих) циліндричних прямозубих та косозубих передач із зовнішнім зачепленням при a= 200

 

 
 

Елементи передачі Формули
Модуль нормальний mn = m по ГОСТ 9563-60 (СТ СЭВ 310-76)
Крок нормальний pn = p×mn
Кут нахилу зубів (для косозубих передач) b= 8…150
Торцевий модуль mt = mn / cosb
Торцевий крок pt = pn / cosb
Діаметр ділильного кола d = z.mt
Висота головки зуба ha = ha* .m; ha* =1
Висота ніжки зуба c*=0,4 при 0,1 £ m < 0,5; hf = (ha* + c*)m; c*=0,35 при 0,5 £ m <1; c*=0,25 при m ³ 1
Висота зуба h = ha + hf
Діаметр кола виступів da = d + 2ha = d + 2ha* m
Діаметр кола впадин df = d – 2hf = d – 2(ha*+c*)m
Міжосьова відстань aw = 0,5(d1+d2) = 0,5mt (z1+z2)
Передаточне число u12 = w1 / w2 = z2 / z1=d2/d1
Число зубів еквівалентних коліс zv = z / cos2b

 

 

Татлиця 2.3 Основні розміри та параметри передач з прямозубими конічними колесами при S=900 і a=200

 

Елементи передачі Формули
Кути ділильних конусів
Зовнішній коловий модуль me по ГОСТ 9563-60 (СТ СЭВ 310-76)
Зовнішній ділильний діаметр d=z .me
Зовнішня висота головки зуба hae=ha* .me=me; ha*=1
Зовнішня висота ніжки зуба c*=0,4 при 0,1£ m < 0,3; hfe=(ha*+c*)me; c*=0,35при 0,3£ m < 0,5; c*=0,25 при 0,5£ m < 1; c*=0,2при 1
Зовнішній діаметр вершин зубів dae=de+2hae .сosd
Зовнішній діаметр впадин зубів dfe=de-2hfe .сosd
Зовнішня конусна відстань
Коефіцієнт ширини зубчастого вінця
Ширина вінця зубчастого колеса b=Kbe .Re; b £ 10me
Середній коловий модуль
Середня конусна відстань Rm=Re-0,5b
.Передаточне число u=z2/z1=de2/de1=dm2/dm1=tgd 2
Число зубів еквівалентних копіс zv=z / cosd
Передаточне число еквівалентної передачі uv = u2

 

Таблиця 2.4 Основні розміри та параметри черв’ячної передачі з черв’яком ZA

 

 

   
Елементи передачі Формули
Черв’як Черв’ячне колесо
Модуль m по ГОСТ19672-74 (СТ СЭВ 267-76)
Число заходів черв"яка z1  
Число зубів колеса   z2 = z1× u12
Осьовий крок черв'яка (коловий колеса) p = p×m
Хід витка черв’яка pz = z1×p  
Коефіцієнт діаметра черв'яка q = d1 / m по ГОСТ 19672-74
Кут підйому витка черв'яка
Ділильний діаметр черв'яка (колеса) d1 = q.m d2 = z2.m
Висота головки витка черв'яка (зуба колеса) ha = ha* .m; ha* = 1
Висота ніжки витка черв'яка (зуба колеса) hf = (ha* + c*)m; c* = 0,2
Діаметр кола вершин da1 = d1+2ha da2 = d2+2ha
Діаметр кола впадин df1 = d1 – 2hf df2 = d2 - 2hf
Довжина нарізаної частини черв'яка
Ширина вінця черв'ячного колеса b £ 0,75da1, (при z1 =1;2); b £ 0,67da1, (при z1 =3;4).  
Кут бокових скосів колеса d = 45…600 – для силових передач; d = 22…300 – для відлікових.
Найбільший діаметр черв'ячного колеса d aM2 £ d a2 + 6m / (z1 + 2)
Міжосьова відстань aw =0,5(d1+d2)=0,5m(q+z2)
Передаточне число u12 = w1 / w2 = z2 / z1
       


Розрахункові залежності для проектного і перевірного розрахунків зубчастих вінців на контактну міцність і на втомний згин, а також формули для визначення допустимих напружень і зусиль в циліндричних, конічних і черв’ячних передачах приведені в табл.2.5. Методика розрахунків, а також значення параметрів і коефіцієнтів в формулах і порядок їх визначення детально розглянуті в технічній літературі [1,2,6-10,12] і регламентовані ГОСТ 21354-87.

Після розрахунку зубчастих вінців виконують розрахунки на міцність валів, підбір підшипників кочення, розрахунки шпонкових і штифтових з’єднань, муфти та ін. згідно із загальноприйнятими методиками [1,2,6,7,9,10,12].

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.