Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническим заданием на курсовую работу, в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах применяют стальные зубчатые колеса с твердостью Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru 350НВ. При этом обеспечивается нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.

Для увеличения нагрузочной способности передачи, уменьшения ее габаритов твердость шестерни HB1 назначается больше твердости колеса HB2,

HB1= HB2+(20-50). (2.1)

Рекомендуемый выбор материалов, термообработки и твердости колес приводятся в таблице 3.6 , а механические свойства сталей в таблице 3.1.

2.5.1. Выбор материалов для изготовления зубчатых колес

Так как мощность привода меньше 10 кВт, то по рекомендации Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru выбираем для изготовления зубчатых колес редуктора стальные зубчатые колеса с твердостью Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru НВ (НВ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ). Принимаем материал: для колеса - сталь 40X, термообработка – улучшение, твердость сердцевины - 235HВ, твердость на поверхности - 261 НВ.

НВcр=(235+261)/2=248.

Для шестерни - сталь 40X, термообработка – улучшение, твердость сердцевины - 268HВ, твердость на поверхности - 302 НВ.

НВcр=(268+302)/2=285.

HB1=285>HB2= 248 на 37 единиц , т.е. условие (2.1) выполняется.

2.5.2 Определяем допускаемые контактные напряжения [σ]Н и допускаемые напряжения изгиба [σ]F

По таблице 3.6 определяем величину допускаемых контактных напряжений [σ]Н в зависимости от твердости:

[σ]H0=1,8НВcр+67Н/мм2.. (2.2)

Учитывая, что срок службы привода 8 лет, принимаем коэффициент долговечности КHL = 1, тогда получаем:

[σ] Н1 = КHL . [σ]H01ср +67 = 1. 1, 8 . 285+67 = 580 МПа;

[σ] Н2 = КHL . [σ]H02 ср +67 = 1. 1, 8 . 248+67 = 514 МПа.

В качестве расчетных допускаемы напряжений принимаем:

[ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ]H=0.45( [ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ]H1+[ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ]H2 ; (2.3)

[ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ]H=0.45(580+514)=493 Н/мм2.

Определяем допускаемое напряжение изгиба по таблице 6[2] в

зависимости от НВср

[ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ]F 0=1.03HBср. (2.4)

Учитывая, что срок службы привода 8 лет, принимаем коэффициент

долговечности КFL= 1, тогда

[ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ]F1= КFL 1,03HBср1 = 1∙1,03∙ 285=294 Н/мм2;

[ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ]F2= КFL1,03 HBср2 = 1∙1,03 ∙248= 256 Н/мм2.

2.5.3 Определяем межосевое расстояние редуктора

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru , (2.5)

где К Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru =430 - вспомогательный коэффициент для косозубой передачи;

КНβ - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, принимается по таблице 4.1 в зависимости от коэффициента Ψbd ;

Ψbd - коэффициент ширины колеса относительно делительной окружности шестерни, его значение принимается по таблице 4.2;

Ψвα = Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru - коэффициент ширины колеса относительно межосевого

расстояния.

При симметричности расположения шестерни относительно опор

Ψbd = 0,8…1,4, принимаем Ψbd = 1, тогда Ψbα = Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru = 0,4 .

Согласно значению Ψbd =1, при симметричном расположении колес и

НВ Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru 350 по таблице 4.1 принимаем значение

КНβ = 1,04, тогда

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru =130 мм.

Полученное значение округляем до ближайшего значения ГОСТ 6636-69 по таблице 4.3 и окончательно принимаем Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru = 130 мм.

2.5.4 Определяем нормальный модуль зацепления

mn= ( Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ) Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru = Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru . Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

По таблице 4.4 принимаем mn=2мм.

2.5.5 Определяем число зубьев шестерни z1, приняв Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru = 10 0, cos Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru = 0,98,

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Принимаем z1=32, тогда Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru .

2.5.6 Уточняем передаточное число:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

2.5.7 Уточняем фактический угол наклона зубьев:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru .

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Рисунок 2.1 – Геометрические параметры зубчатого зацеплени

2.5.8 Определяем геометрические параметры шестерни и колеса:

делительный диаметр:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

диаметр окружности вершин зубьев:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

диаметр окружности впадин зубьев:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

ширина венца колеса:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Принимаем 70мм

ширина венца шестерни:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru .

Уточняем межосевое расстояние:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Данные сводим в таблицу геометрических параметров передачи.

Таблица 2.2- Геометрические параметры зубчатого зацепления

Параметр Шестерня Колесо
Межосевое расстояние, Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru , мм  
Модуль зацепления, mn, мм
Угол наклона зубьев, β, град 1403611011 1403611011
Число зубьев, z
Делительный диаметр, d мм
Диаметр вершин зубьев, dа мм
Диаметр впадин зубьев, df мм
Ширина венца, b, мм

2.5.9 Определяем окружную скорость колес:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru ; d2 - в мм, Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

для данной скорости по таблице 4.5 назначаем 8 степень точности изготовления зубчатых колес.

2.5.10 Определение силовых параметров зацепления

           
  Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru   Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru   Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

На рисунке 2.2 изображена схема сил в зацеплении цилиндрической косозубой передачи.

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Рисунок 2.2 - Схема сил в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

В зацеплении косозубых цилиндрических колес действуют силы:

окружная Ft = 2Т1 /d1 Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

радиальная Fr=Ft × tga / cosb = Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru (2.5)

осевая Fa = Ft × tgb=Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

где b - угол наклона зубьев колес.

У зубчатых передач a =200, Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

 
  Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

2.5.11 Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям, σн.

Определяем контактные напряжения по формуле:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru , (2.6)

где К - вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач К= 376; Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru =1,22 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки между зубьями (таблица 4.6);

КНβ =1,04 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по длине контактной линии зуба (таблица 4.1);

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru =1,02 - коэффициент, учитывающий влияние динамической нагрузки

(таблица 4.7).

Подставив числовые значения коэффициентов в формулу (2.6), получим:

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru МПа;

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru < Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru МПа;

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru .

Недогрузка в пределах допустимой.

2.5.12. Проверочный расчет передачи по напряжениям изгиба, σF.

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru , (2.7)

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru (2.8)

где КFa=0,9 - коэффициент, учитывающий неравномерность

распределения нагрузки между зубьями (таблица 4.6);

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по длине контактной линии зуба (таблица 4.1);

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru - коэффициент, учитывающий влияние динамической нагрузки

(таблица 4.7);

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru - коэффициент, учитывающий влияние угла

наклона зуба;

YF - коэффициент формы зуба принимается по эквивалентному числу

зубьев

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru , (2.9)

для шестерни Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru , принимаем zν1 =28;

для колеса Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru , принимаем zν2 =114.

По таблице 4.8 находим значения: YF1=3.81, YF2=3.6.

Подставив числовые данные в формулы (2.7) и (2.8), получим;

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru Расчет зубчатой передачи. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства - student2.ru

Условия (2.7) и (2.8) выполняются.

Результаты проверочного расчета целесообразно представить в виде таблицы.

Таблица 2.4. – Параметры проверочного расчета закрытой передачи.

Параметр Расчетные значения Допускаемые значения Примечания
Контактные напряжения, σн, Н/мм2       Недогрузка 2%
Напряжения изгиба, σF,Н/мм2 σF1 Условие прочности выполняется
  σF2    

Заключение:результаты проверочных расчетов по контактным напряжениям и напряжениям изгиба показывают, что полученные геометрические параметры редуктора удовлетворяют заданным.

Наши рекомендации