Зубчатые и червячные передачи
ЗУБЧАТЫЕ И ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Часть I. Проектировочный расчет
Методические указания к курсовому проекту
по деталям машин для студентов
машиностроительных специальностей
всех форм обучения
4-е издание, переработанное
Нижний Новгород
Составители А.А. Ульянов, Ю.П. Кисляков, Л.Т. Крюков
УДК 621.833: 539.4 (075.5)
Зубчатые и червячные передачи. ЧI: Проектировочный расчет: Метод. указания
к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения.- 4-е изд., перераб. / НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов,
Ю.П. Кисляков, Л.Т. Крюков - Н. Новгород, 2001. – 31 с.
Научный редактор Н.В. Дворянинов
Редактор И.И. Морозова
Подп. к печ. Формат 60х841/16. Бумага газетная.. .
Печать офсетная Печ. л. 2. Уч.- изд. л. . Тираж 1000 экз. Заказ .
Нижегородский государственный технический университет.
Типография НГТУ,. 603600, .Н. Новгород, ул. Минина, 24.
© Нижегородский государственный
технический университет, 2001
ВВЕДЕНИЕ
В данной работе приведены методические указания по проектировочному расчету цилиндрических и конических зубчатых передач, а также червячных передач с цилиндрическими червяками.
Настоящие указания являются 4-м переработанным изданием методи-ческих указаний кафедры 1991 года. Основаниями для переработки послужили ГОСТ 21354-87 [1] и методики расчетов, изложенные в [2]…[5].
Проектировочные расчеты являются ориентировочными, служат для предварительного определения размеров передач и не могут заменить проведения окончательных проверочных расчетов на прочность.
1. МАТЕРИАЛЫ И ТЕРМООБРАБОТКА
Зубчатые передачи
1.1.1. Основной материал - термически обработанные стали с содержанием углерода 0,1…0,6 %.
1.1.2. В зависимости от твердости поверхностей зубьев зубчатые колеса разделяют на три группы:
а) мягкие - с твердостью поверхности Н £ 350 НВ (обычно 163…302 НВ – после нормализации или улучшения);
б) твердые – 350 НВ < Н < 56 HRCЭ (обычно 40…56 HRCЭ – закаленные)
в) высокотвердые – Н > 56 HRCЭ (обычно 56…63 HRCЭ – цементированные, нитроцементированные, азотированные).
|
1.1.4. Мягкие зубчатые переда-чи хорошо прирабатываются. С увеличением твердости активных поверхностей зубьев, а также окружной скорости прирабатываемость зубчатых колес снижается.
Для ускорения прирабатывае-мости зубьев и повышения несущей способности рекомендуют для передач :
а) прямозубых
Н1m – H2m > 25 HB;
|
Н1m – H2m > 100 НВ,
где Н1m , H2m – средние твердости поверхностей зубьев.
` 1.1.5. При Н £ 350 НВ чистовое нарезание зубьев производят после термообработки, что позволяет получать высокие степени точности без применения дорогих отделочных операций.
1.1.6. Зубья с твердостью Н > 350 НВ нарезают до термообработки, после которой подвергают отделочным операциям (обкатке, шлифованию, полиро-ванию, притирке и т.д.)
Твердые и высокотвердые зубья – плохо прирабатывающиеся. Для них принимают Н1m » Н2m и применяют в массовом и крупносерийном производ-ствах для снижения габаритов и массы передачи.
1.1.7. Основные виды термо и химико – термических упрочнений зубча-тых колес :
а) нормализация – нагрев выше критической температуры с охлажде-нием на воздухе; применяется для колес больших размеров, во вспомогате-льных механизмах и с ручным приводом.
б) закалка – нагрев выше критической температуры ацетиленовым пламенем или токами высокой частоты (закалка ТВЧ), выдержка и охлаждение с определенной скоростью (в воде, в масле и т.п.).
Объемная закалка не сохраняет вязкой сердцевину и вытесняется поверх-ностными методами упрочнения.
Поверхностная закалка ТВЧ широко применяется для средненапря-женных передач и скоростей до 12,5 м/с; должна проводиться с охватом впадин зубьев и целесообразна для шестерен в паре с улучшенными колесами;
в) улучшение – закалка с высоким отпуском до t0 = 550…650 0С с целью снижения внутренних напряжений и повышения пластичности; применяют при отсутствии жестких требований к габаритам и массе передачи в мелкосерийном и единичном производствах;
г) цементация (56…63 HRCЭ) – диффузионное насыщение углеродом при t0 = 900…950 0С поверхностного слоя низкоуглеродистой стали на глубину 1…2 мм с последующими закалкой и низким отпуском (до 250 0С);
д) нитроцементация (56…64 HRCЭ) – насыщение поверхности угле-родом и азотом в газовой среде; требует дорогого оборудования;
е) азотирование (до 750…900 HV) – насыщение поверхности азотом на глубину 0,3…0,6 мм; минимальное искажение формы зубьев, не требует отде-лочных операций (например, для колес с внутренними зубьями); рекомендуют для высокоскоростных и высокоточных передач.
1.1.8. При любом способе получения высокотвердой поверхности зубьев твердость сердцевины не должна превышать 40…45 HRCЭ.
1.1.9. В целях унификации материалов в многоступенчатых редукторах рекомендуют для всех ступеней сохранять одно и то же сочетание марок сталей шестерни и колеса, а разные механические характеристики поверхностей зубь-ев получать за счет изменения режимов термо – или химико – термической обработки.
1.1.10. Зубчатые колеса больших размеров ( da ³ 500 мм ) изготавливают литыми из стали и чугуна или бандажированными (из центра и зубчатого венца
1.1.11. Выборка марок сталей для курсового проекта и механические характеристики зубьев в зависимости от термообработки приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Характеристики механических свойств сталей зубчатых колес
| |||||||||||||||||
D = da + 6 мм | D = dae + 6 мм | S = c или S = d d = 2,2 m + 0,05b2 | S = c или S = d d = 2,5 mte + 2 мм | ||||||||||||||
Марка стали | Размеры, мм, не более | Термо-обработка | Механические свойства | Отнси- тель-ная стои-мость | |||||||||||||
твердость | |||||||||||||||||
sв, МПа | sт, МПа | НВ cердце- вины | HRCЭ повер- хности | ||||||||||||||
D | S | ||||||||||||||||
любые | нормализация | 163 - 192 | --- | ||||||||||||||
любые | нормализация | 179 - 207 | --- | 1,0 | |||||||||||||
улучшение | 235 - 262 | --- | |||||||||||||||
улучшение | 269 – 302 | --- | |||||||||||||||
40Х | улучшение | 235 – 262 | --- | ||||||||||||||
40Х | улучшение | 269 – 302 | --- | 1,3 | |||||||||||||
40Х | закалка ТВЧ | 269 – 302 | 45 – 50 | ||||||||||||||
35ХМ | улучшение | 235 – 262 | --- | ||||||||||||||
35ХМ | улучшение | 269 – 302 | --- | 1.5 | |||||||||||||
35ХМ | закалка ТВЧ | 269 – 302 | 48 – 53 | ||||||||||||||
40ХН | улучшение | 235 – 262 | --- | ||||||||||||||
40ХН | улучшение | 269 – 302 | --- | 2,0 | |||||||||||||
40ХН | закалка ТВЧ | 269 – 302 | 48 – 53 | ||||||||||||||
45ХЦ | улучшение | 235 – 262 | --- | ||||||||||||||
45ХЦ | улучшение | 269 – 302 | --- | 1,8 | |||||||||||||
45ХЦ | закалка ТВЧ | 269 – 302 | 50 - 56 | ||||||||||||||
20ХНМ | цементация | 300 – 400 | 56 – 63 | 2,0 | |||||||||||||
12ХН3А | цементация | 300 – 400 | 56 – 63 | 2,4 | |||||||||||||
25ХГНМ | цементация | 300 – 400 | 56 – 63 | 1,8 | |||||||||||||
18ХГТ | нитроцементац | 300 – 400 | 56 – 63 | 1,2 | |||||||||||||
Окончание табл.1.1 | ||||||||
40ХНМА | азотирование | 269 – 302 | 50 – 56 | 3,0 | ||||
38ХМЮА | азотирование | 269 – 302 | 850 –900 HV | 2,5 | ||||
35Л | любые | нормализация | 163 – 207 | --- | ||||
45Л | улучшение | 207 – 235 | --- | |||||
50ГЛ | улучшение | 235 – 262 | --- | |||||
Примечания: 1. При поверхностном упрочнении зубьев механические характеристики сердцевины зуба определяются предшествующей термообработкой – улучшением. Исключение – зубья с модулем m < 3 мм, подвергаемые закалке ТВЧ, которые прокаливаются насквозь. 2. Стали поставляются в виде поковок или проката, кроме 35Л, 45Л, 50ГЛ, которые поставляют в виде отливок. |
Червячные передачи
1.2.1. Для червяков используют стали, приведенные в табл.1.1. Поверх-ности витков закаливают ТВЧ или цементируют с последующими шлифова-нием или полированием. Архимедовы червяки в связи со сложностью шлифо-вания в настоящее время почти не применяют.
1.2.2. Материалы венцов червячных колес, представленные в табл. 1.2, по ухудшению их антифрикционных и антизадирных свойств можно разбить на три группы:
- группа I. Бронзы оловянистые и сурьмяноникелевые применяют при скоростях скольжения vs > 5 м/с и длительной работе; дефицитны и дороги. Стоимость оловянистой бронзы примерно в 10 раз больше стоимости стали 45;
- группа II. Бронзы безоловянные и латуни – заменители оловянистых бронз при vs до 3…5 м/с;
- группа III. Мягкие серые чугуны при vs £ 2…3 м/с – во вспомогатель-ных механизмах.
1.2.3. В случае применения материалов из групп I и II червячные колеса выполняют сборными: центры (чугун или сталь) и зубчатые венцы (бронза или латунь).
Таблица 1.2. Материалы для червячных колес
Марка материала | Способ отливки | Механические свойства | Допускаемая скорость сколь-жения vs, м/c | |||||||||
sв, МПа | sт, МПа | твердость, НHB | Е×10-5, МПа | |||||||||
Г Р У П П А I | ||||||||||||
БрО10Ф1 | З | 80 – 100 | 0,75 | £ 25 | ||||||||
М | 80 – 100 | 0,75 | £ 25 | |||||||||
БрО10Н1Ф1 | Ц | 100 – 120 | 1,0 | £ 35 | ||||||||
БрО6Ц6С3 | З | 60 – 75 | 0,75 | £ 12 | ||||||||
М | 60 – 75 | 0,75 | £ 12 | |||||||||
Окончание табл. 1.2 | ||||||||||||
БрО5Ц5С5 | М | 60 – 75 | 0,75 | £ 12 | ||||||||
БрСу7Н2 | -- | 0,75 | £ 25 | |||||||||
Г Р У П П А II | ||||||||||||
БрА9Ж4 | З | 1,0 | £ 5 | |||||||||
М | 1,0 | £ 5 | ||||||||||
Ц | 1,0 | £ 5 | ||||||||||
БрА10Ж4Н4 | М, Ц | 1,0 | £ 5 | |||||||||
БрА10Ж3Мц1,5 | М | 120 – 140 | 1,0 | £ 5 | ||||||||
Л66А6Ж3Мц2 | З | 1,0 | £ 5 | |||||||||
М | 1,0 | £ 5 | ||||||||||
Ц | 1,0 | £ 5 | ||||||||||
Л58Мц2С2 | М | 1,0 | £ 5 | |||||||||
Л58Мц2О2С2 | М | 1,0 | £ 5 | |||||||||
Г Р У П П А III | ||||||||||||
СЧ12 | З | 280 * | --- | 120 – 150 | 0,75 – 1,0 | £ 3 | ||||||
СЧ15 | З | --- | 163 – 229 | 0,75 – 1,0 | £ 3 | |||||||
СЧ18 | З | --- | 170 – 241 | 0,75 – 1,0 | £ 2 | |||||||
Примечания: 1. Обозначение способа отливки: З – в землю: М – в металлическую форму; Ц – центробеж- ный. 2. * - для чугунов предел прочности на изгиб. | ||||||||||||
2. РЕЖИМ РАБОТЫ И ЧИСЛО ЦИКЛОВ ПЕРЕМЕНЫ
НАПРЯЖЕНИЙ
Режим работы передачи
|
жения (рис.2.1).
На рис.2.1 каждый постоянный
i-й блок нагружения характеризуется отношением вращающих моментов Ti / T (i = 1,2,…) и соответствующего ему относительного времени наработки
Lhi / Lh.
При этом Т- номинальный момент (наибольший из длительно дей-ствующих Ti); Lh = SLhi – суммарное время действия всех блоков нагрузки (S Lhi / Lh = 1).
2.1.2. Переменный режим при рас-
четах заменяют условным постоянным Рис.2.1. Циклограмма нагружения
режимом, эквивалентным по усталостному воздействию на передачу, используя коэффициент приведения :
m = S (Ti / Tmax)m (Lhi / Lh), (2.1)
где Tmax = T1 = T (при i = 1). Кратковременные пиковые моменты (пуска, торможения, буксования и т.д.), суммарное число циклов которых не более 5×104, при расчете на сопротивление усталости не учитывают;
m – показатель степени отношения моментов: mH = qH / 2, mF = qF, где
qH и qF – показатели степени кривых усталостей соответственно по контакт-ным и изгибным напряжениям :
а) зубчатые передачи:
1) qH = 6; mH = 3 ;
2) qF = mF = 6 – зубья с однородной структурой материала, вклю-чая закаленные ТВЧ со сквозной закалкой и со шлифованной переходной поверхностью независимо от твердости и термообработки;
3) qF = mF = 9 – для цементированных, нитроцементированных и азотированных зубьев с нешлифованной переходной поверхностью ;
б) червячные передачи:
qH = 8, mH = 4; qF = mF = 9.
2.1.3. Коэффициенты приведения mH и mF для типовых, нормализованных режимов нагружения представлены в табл.2.1.
Таблица 2.1. Коэффициенты mH и mF для типовых режимов нагружения
Типовой режим | Зубчатые и червячные передачи | |||
нагружения | mH при mH | mF при mF | ||
mH = 3 | mH = 4 | mF = 6 | mF = 9 | |
0 – Постоянный | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
I - Тяжелый | 0,5 | 0,416 | 0,3 | 0,2 |
II - Средний равновероятный | 0,25 | 0.2 | 0,143 | 0,1 |
III– Средний нормальный | 0,18 | 0,121 | 0,065 | 0,04 |
IV- Легкий | 0,125 | 0,081 | 0,038 | 0,016 |
V – Особолегкий | 0,063 | 0,034 | 0,013 | 0,004 |
Зубчатые передачи
3.1.1. Допускаемые контактные напряжения при расчете на сопро-тивление усталости определяют раздельно для шестерни и колеса по формуле
sHP = sHlimbZN (ZRZvZLZx) / SH, (3.1)
где sHlimb – базовый предел контактной выносливости при NHlim(табл.3.1).
Таблица 3.1. Базовый предел контактной выносливости sHlimb
Способ термической и химико-термической обработки зубьев | Средняя твердость поверхностей зубьев | Сталь | sHlimb, МПа |
1. Отжиг, нормализация, улучшение | менее 350 НВ | углеродистая и легированная | 2ННВ + 70 |
2. Объемная и поверхностная закалка | 30…50 HRCЭ | 17HHRC + 200 | |
3. Цементация и нитроцементация | более 56 HRCЭ | легированная | 23HHRC |
4. Азотирование | 550 … 750 HV |
SH – коэффициент запаса прочности:
-- при однородной структуре материала SHmin = 1,1 ;
-- при поверхностном упрочнении зубьев SHmin = 1,2 .
Для передач, выход из строя которых связан с тяжелыми последствиями, SHmin соответственно равен 1,25 и 1,35;
ZN – коэффициент долговечности:
а) при NHE £ NHlim ZN = (NHlim / NHE)1/ 6 , (3.2)
но не более 2,6 для однородной структуры материала
и не более 1,8 для поверхностного упрочнения ;
б) при NHE > NHlim с = (NHlim / NHE)1/ 20 ³ 0,75. (3.3)
Величины ZN представлены в табл.3.2.
Таблица 3.2. Коэффициент долговечности ZN
NHlim / NHE | 4,5 | 3,5 | 2,5 | 1,5 | |||||||||
ZN (3.2) | 1,65 | 1,47 | 1,41 | 1,35 | 1,31 | 1,28 | 1,26 | 1,23 | 1,2 | 1,17 | 1,12 | 1,07 |
Окончание табл.3.2
NHlim / NHE | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,05 | 0,02 | 0,01 |
ZN (3.3) | 0,995 | 0,99 | 0,98 | 0,97 | 0,96 | 0,95 | 0,94 | 0,92 | 0,89 | 0,86 | 0,82 | 0,79 |
ZR – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверх-ностей зубьев;
Zv - коэффициент, учитывающий окружную скорость передачи;
при v £ 5 м/с Zv = 1;
ZL – коэффициент, учитывающий влияние смазки;
Zx – коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса;
при d < 700 мм Zx = 1.
В курсовомпроекте следует принимать ZRZvZLZx =0,9.
3.1.2. Расчетное допускаемое контактное напряжение опреде-ляют :
а) для прямозубых передач как sHPmin , т.е.наименьшее sHP1 или sHP2 по формуле (3.1);
б) для косозубых и шевронных цилиндрических передач как
sHPmin £ sHP = 0,45 (sHP1 + sHP2) £ 1,25 sHPmin;(3.4)
в) для конических передач с круговыми зубьями как
sHPmin £ sHP = 0,45 (sHP1 + sHP2) £ 1,15 sHPmin.(3.5)
3.1.3. Допускаемое изгибное напряжение при расчете на сопротив-ление усталости определяют раздельно для шестерни и колеса приближенно по формуле
sFP = 0,4 s0FlimbYN , (3.6)
где s0Flimb– базовый предел изгибной выносливости зубьев при NFlim (табл.3.3)
YN – коэффициент долговечности при изгибе:
YN = (106 / NFE) 1/ qF ³ 1 , (3.7)
при qF = 6 (см. п.2.1.2) YNmax = 4,
при qF = 9 YNmax = 2,5.
В проверочном расчете sFP уточняется.
Таблица 3.3. Базовые пределы выносливости s0Flimbи коэффициенты SF [2,c.187]
Термообработка | Твердость зубьев | Марки сталей | s0Flimb МПа | SF | ||
поверхности | сердцевины | |||||
Нормализация, улучшение | 180 … 350 НВ | 40, 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ и др. | 1,75 ННВ | 1,7 | ||
Объемная закалка | 45 … 55 HRCЭ | 40Х, 40ХН, 40ХФА | 500…550 | 1,7 | ||
Закалка ТВЧ сквозная с охватом впадин | 48 … 52 HRCЭ | 40Х, 40ХН. 35ХМ | 500…600 | 1,7 | ||
Закалка ТВЧ по всему контуру | 56…62 HRCЭ | 27…35 HRCЭ | 58, 55ПП,У6 | 1,7 | ||
48…52 HRCЭ | 40Х, 40ХН, 35ХМ | 600…700 | ||||
Азотирование | 700…900 HV | 24…40 HRCЭ | 38Х2Ю, 38Х2МЮА, 38ХМЮА | 12НHRCЭсерд + 290 | 1,7 | |
550…750 HV | 40Х, 40ХМ, 40Х2НМА | |||||
Цементация с автоматиче-ским регулированием процесса | 57…62 HRCЭ | 30…45 HRCЭ | легирован-ные | 850…950 | 1,5 | |
Цементация | 57…62 HRCЭ | легирован-ные | 750…800 | 1,6 1,7 | ||
Нитроцементация с авто-матическим регулирова-нием процесса | 56…63 HRCЭ | 25ХГМ 25ХГТ, 30ХГТ, 35Х | 1,5 | |||
Червячные передачи
3.2.1. В проектировочном расчете скорость скольжения vS , м/с, ориенти-ровочно определяют по формуле :
vS = 4,5×10-4n1(T2)1/ 3 , (3.8)
где n1 – частота вращения червяка, мин-1;
T2 - вращающий момент на колесе, Н×м.
3.2.2. Допускаемые напряжения для расчета зубьев червячного коле-са на сопротивление усталости находят по формулам, приведенным в табл.3.4 [2, c.241].
Таблица 3.4. Допускаемые напряжения sНP и sFP червячных передач, МПа
Группа | Для расчета зубьев на сопротивление усталости | |
материала | контактной | изгибной |
I | sНP = CvsНP0(107/ NHE2)1/8 | sFP = sFP0(106 / NFE2)1/9 |
sНP0 = (0,75…0,9) sВ | sFP0 = 0,25sТ+ 0,08sВ | |
II | sНP = 300 – 25vS | sFP0C = 0,16sВ |
III | sНP = 210 – 35vS | sFP = 0,2sВИ |
sFPC = 0,12sВИ |
В табл.3,4 :
Cv – коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала группы I:
vS, м/с, не более …... | ³ 8 | |||||||
Cv …………………. | 1,33 | 1,21 | 1,11 | 1,02 | 0,95 | 0,88 | 0,83 | 0,8 |
sНP0, sFP0 – допускаемые напряжения, соответствующие базовым числам цик-
лов NНlim2 = 107 и NFlim2 = 106, где у sНP0 = (0,75…0,9)sВ большие значения для червяков с твердыми ( Н > 45 HRCЭ) шлифованными и полированными витками;
sFP0C , sFPC – это то же, что sFP0 , sFP, но для реверсивной передачи;
sВ, sТ – пределы прочности и текучести по табл.1.2;
sВИ – предел прочности чугуна на изгиб;
NHE2, NFE2 – эквивалентные числа циклов перемены напряжений для зубьев
колеса.
4. КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ
Зубчатые передачи
4.1.1. По ГОСТ 21354 коэффициенты расчетной нагрузки KH и KF пред-ставляют в виде произведения четырех коэффициентов :
K = KAKVKbKa (4.1)
где KA – коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку; в учебном проекте KA = 1 (внешняя динамическая нагрузка учтена в циклограм-ме нагружения);
KV - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении;
Kb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагру-зки по длине контактных линий;
Ka - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубья-ми в связи с погрешностями изготовления.
4.1.2. На рис.4.1 приведено условное обозначение схем цилиндрических зубчатых передач (по данным МГТУ им. Н.Э. Баумана)..
|
Рис.4.1. Схемы зубчатых передач к табл.4.1 и 4.5
4.1.3. Рекомендуемые [2, c.155], [4, c.70], [5, c.17] значения коэффициентов рабочей ширины зубчатых венцов по межосевому расстоянию (yba = bw / aw) и по диаметру шестерни (ybd = bw / d1) приведены в табл.4.1.
Таблица 4.1. Коэффициенты yba иybd
Схема в соответствии с рис.4.1 | Н1 и (или) Н2 < 350 НВ | Н1 и Н2 > 350 НВ | ||
yba | ybd | yba | ybd | |
1 и 2 – консольная | 0,2…0,25 | до 0,8 | 0,2…0,25 | до 0,6 |
4 – несимметричная | 0,28…0,4 | до 1,4 | 0,25…0,315 | до 1,2 |
5 и 6 – несимметричная | 0,28…0,4 | до 1,6 | 0,28…0,355 | до 1,4 |
7 и 8 – симметричная | 0,315…0,5 | до 1,6 | 0,315…0,4 | до 1,6 |
7 и 8 – шевронная | 0,4…0,63 | до 2,0 | 0,4…0,5 | до 1,8 |
3 – раздвоенная | 0,16…0,25 | до 1,0 | 0,16…0,2 | до 0,8 |
Примечания : 1. Коэффициенты yba в указанных в табл. интервалах выбирают по ряду предпочтительных чисел R20. 2. С увеличением твердости и передаточного числа коэффи-циенты yba следует уменьшать. |
Коэффициент ybd связан с yba зависимостью
ybd = 0,5 yba(u ± 1) (4.2)
Для конических передач
ybd = b/dm1 = Kbe Ö u2 + 1 / (2 – Kbe) , (4.3)
где dm1 – средний делительный диаметр шестерни;
Kbe = b/Re – коэффициент рабочей ширины зубчатого венца по внешнему конусному расстоянию.
При Kbe = 0,285 ybd = 0,166 Ö u2 + 1 (4.4)
Таблица 4.8 Степени точности конической передачи
П е р е д а ч а | Окружная скорость vm, м/с | ||
до 5 | св.5 до 10 | св.10 до 25 | |
Прямлзубая | --- | ||
С круговыми зубьями |
4.3.2. Коэффициенты расчетной нагрузки имеют вид :
K = KA Kb KV (4.15)
где KA = 1.
4.3.3. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий Kb принимают [5, c.26]:
а) при расчете по контактным напряжениям sН :
-- для круговых зубьев KНb = Ö KНb 0 , (4.16)
при условии KНb ³ 1,2;
-- для прямых зубьев KНb = KНb 0 , (4.17)
где KНb 0 выбирают по табл.4.5 цилиндрических передач в зависимости от твердости зубьев, схемы передачи и ybd (по формуле (4.4));
б) при расчете по напряжениям изгиба sF :
-- для круговых зубьев KFb = Ö KFb ¢ , (4.18)
при условии KFb ³ 1,15;
-- для прямых зубьев KFb = KFb ¢ (4.19)
где KFb ¢ = 0,18 + 0,82 KНb 0 (4.20)
4.3.4. Коэффициенты динамичности нагрузки KV определяют:
-- для круговых зубьев KНV и KFV по табл.4.4 цилиндрических передач в зависимости от твердости зубьев, степени точности и окружной скорости vm (по формуле (4.14));
-- для прямых зубьев также по табл.4.4 цилиндрических прямозубых передач из строки на одну степень точности грубее фактической степени точности конической передачи. Например, скорость прямозубой конической передачи vm = 1,5 м/с, степень точности ее 7, твердость зубьев Н1 = 285 НВ,
Н2 = 450 НВ, тогда по табл.4.4 в строке 8-й степени точности, твердости ² а ², в числителе находим KНV = 1,075; KFV = 1,145.
|
Червячные передачи
Коэффициент нагрузки оп-
ределяют [2, c.240] как K = Kb KV .
В проектировочном расчете KV = 1;
Kb = 0,5 (Kb0¢ + 1), (4.21)
где Kb0¢- начальный коэффициент
неравномерности распределения наг-
рузки, определяемый по графикам в
|
заходов червяка. При постоянной наг-
рузке Kb0¢ = 1 и Kb = 1. Рис. 4.3
5. ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ
Содержание
Введение…………………………………………………………… | ||
1. | Материалы и термообработка………………………………….. | |
1.1.Зубчатые передачи …………………………………………….. | ||
1.2.Червячные передачи ………………………………………….. | ||
2. | Режим работы и число циклов перемены напряжений…….. | |
2.1.Режим работы передачи ……………………………………… | ||
2.2.Эквивалентное число циклов изменения напряжений …….. | ||
2.3.Базовое число циклов перемены напряжений ………………. | ||
3. | Допускаемые напряжения……………………………………... | |
3.1.Зубчатые передачи …………………………………………… | ||
3.2.Червячные передачи ………………………………………….. | ||
4. | Коэффициенты расчетной нагрузки…………………………. | |
4.1.Зубчатые передачи …………………………………………… | ||
4.2.Цилиндрические зубчатые передачи ………………………… | ||
4.3.Конические зубчатые передачи ……………………………… | ||
4.4.Червячные передачи ………………………………………….. | ||
5. | Проектировочный расчет передач…………………………… | |
5.1.Цилиндрические зубчатые передачи ………………………… | ||
5.2.Особенности расчета цилиндрических зубчатых передач … | ||
5.3.Конические зубчатые передачи ……………………………... | ||
5.4.Червячные передачи с цилиндрическими червяками………... | ||
6. | Список использованных источников………………………… | |
Приложение |
ЗУБЧАТЫЕ И ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ