Расчет цилиндрической передачи при помощи системы автоматизированного проектирования APM WinMachine
(в модуле АРМ Trans)
В качестве примера для выполнения расчета цилиндрической передачи с помощью АРМ WinMachine используем следующее задание:
Рассчитать зубчатую цилиндрическую косозубую передачу одноступенчатого редуктора с моментом на выходе Т2 = 900 Н∙м.
Частоты вращения входного и выходного валов передачи равны п1 =210 об/мин и п2 = 70 об/мин соответственно, т. е. передаточное число и = 3.
Передача нереверсивная, с симметричным расположением шестерни относительно опор. Время безотказной работы t = 10 000 часов в тяжелом режиме нагружения.
Зубчатые колеса изготовлены из стали 40Х, закаленной по поверхности до твердости НRС 45…50, термообработка типа «улучшение» с последующей закалкой ТВЧ по контуру до заявленной твердости.
В качестве параметров исходного контура инструмента принять:
= 1 - коэффициент высоты головки зуба;
= 1 - коэффициент высоты ножки зуба;
с* = 0,25 - коэффициент радиального зазора;
α = 20° - угол профиля рейки.
Расчет
1. В системе АРМ WinMachine открыть модуль «Инженерный анализ» АРМ Trans.
2. Выбрать тип передачи - косозубая внешнего зацепления (рис. 17, 18).
3. Указать тип расчета – проектировочный (рис. 19).
4. Установить стандарт - ГОСТ (меню «База данных»/«Установить стандарт») (рис. 20).
Рис. 17
Рис. 18
Рис. 19
Рис. 20
Рис. 21
Рис. 22
Проверить установку параметров исходного контура (по умолчанию в меню «База данных»/«Исходный контур» установлен ГОСТ 13755-81 - исходный контур зубчатых цилиндрических колес эвольвентного зацепления) (рис. 21, 22).
5. Задать основные исходные данные в полях ввода диалогового окна «Основные данные» (рис. 23 ).
Рис. 23
6. Нажав в нижней части диалогового окна «Основные данные» кнопку «Ещё», ввести в соответствующие поля ввода открывшегося диалогового окна «Дополнительные данные» (рис. 24) необходимые значения. В данном случае необходимо включить флажок «Стандартное межосевое расстояние», если необходимо, чтобы значение межосевого расстояния выбиралось из стандартного ряда, и задать точное значение твердости поверхности зубьев, использованное при расчете - в противном случае для вида термообработки «Закалка» программой будет принято по умолчанию НRС = 50 .
Рис. 24
Рис. 25
Рис. 26
После нажатия клавиши «Продолжить» получим окна с результатами расчетов (рис. 27, 28, 29)
Рис. 27
Рис. 28
Рис. 29
Результаты расчета цилиндрической косозубой передачи в АРМ Trans
Заданные параметры:
Передача: Косозубая
Зацепления: Внешнего
Тип расчета: Проектировочный
Основные данные
| Рабочий режим передачи | Тяжелый |
| Термообработка колес | |
| Шестерня | Закалка |
| Колесо | Закалка |
| Расположение на валу | Симметричное |
| Нереверсивная передача | |
| Момент вращения на ведомом валу, Н | 900,00 |
| Частота вращения ведомого вала, об/мин. | 70,00 |
| Передаточное число | 3,00 |
| Ресурс, час | 10000,00 |
| Число зацеплений | |
| Шестерня | 1 |
| Колесо | 1 |
Результаты APM Trans
1. Основная геометрия
| Описание | Символ | Шестерня | Колесо | Единицы измерения |
| Межосевое расстояние | aw | 130,001 | мм | |
| Модуль | m | 2,000 | мм | |
| Угол наклона зубьев | β | 10,006 | град | |
| Делительный диаметр | d | 65,000 | 195,001 | мм |
| Основной диаметр | db | 60,968 | 182,905 | мм |
| Начальный диаметр | dw | 65,000 | 195,001 | мм |
| Диаметр вершин зубьев | da | 69,000 | 199,001 | мм |
| Диаметр впадин | df | 60,200 | 190,201 | мм |
| Коэффициент смещения | x | 0,000 | 0,000 | - |
| Высота зубьев | h | 4,400 | 4,400 | мм |
| Ширина зубчатого венца | b | 58,000 | 54,000 | мм |
| Число зубьев | z | - |
2. Свойства материалов
| Описание | Символ | Шестерня | Колесо | Единицы измерения |
| Допускаемые напряжения изгиба | [σF] | 352,941 | 352,941 | |
| Допускаемые контактные напряжения | [σH] | 804,167 | ||
| Твердость рабочих поверхностей | 45,0 | 45,0 | ||
| Действующие напряжения изгиба | σF | 333,636 | 321,501 | |
| Действующие контактные напряжения | σH | 784,292 |
3. Силы в зацеплении
| Описание | Символ | Шестерня | Колесо | единицы измерения |
| тангенциальная сила | Ft | 9230,706 | H | |
| Радиальная сила | Fr | 3465,561 | H | |
| Осевая сила | Fa | 1638,505 | H | |
| Расстояние от торца колеса до точки приложения силы | b | 29,000 | Мм | |
| Плечо силы | R | 32,500 | мм |
Учебно-методическое издание
Расчет и конструирование
ЦилиндрИЧЕСКИх передач
Учебно-методическое пособие
для курсового проектирования
Составители: И.Л. Новожилов, Н.Ф. Карпов
Публикуется в редакции составителей