Детали машин принципы  проектирования Расчеты деталей машин на прочность Расчёт червячных передач Пример выполнения курсового проекта Резьбовые соединения Клеммовые соединения Червячные передачи Зубчатая передача

Выбор параметров и расчёт цилиндрических зубчатых передач

  Расчёт прямозубых и косозубых цилиндрических передач рекомендуется начинать с определения межосевого расстояния после выбора материала зубчатых колёс, расчёта крутящих моментов на валах и назначения передаточного числа передачи, по формуле

  (7.1),

где коэффициент Ка- для прямозубых передач принимается 49,5

 для косозубых передач принимается 43,0

u – передаточное число (назначается при разбивке общего передаточного числа редуктора); Т2 – крутящий момент на колесе (Нм); σН – допускаемое контактное напряжение на поверхности зубьев колёс (Мпа)

 [σН ]= σН lim bКНL /   (7.2) ,

 где σН lim b – выбирается по табл.6.3 для материала шестерни и колеса. Рекомендуется назначать для обоих колёс одинаковый материал, но термообработку шестерни выполнять на 25-30 единиц твёрдости больше по единицам Бринеля, чтобы уравновесить разное количество нагружений зубьев, определяемое передаточным числом. После расчёта [σН 1] для шестерни и [σН2 ] для колеса определяется окончательно  [σН ]= 0,45 ( [σН 1] +[σН2 ] ) (7.3)

КНL – коэффициент договечности работы зубчатой пары, рассчитываемый по формуле

 , (7.4)

где   - базовое число циклов нагружений, принимаемое для стали - 107;

  - фактическое рассчитываемое число циклов нагружений по заданию проекта (срок службы, коэффициенты работы за год , в смену, в сутки, частота вращения вала). 

 Если при расчёте колёс из нормализованной или улучшенной стали данный коэффициент получается более 2,6 - то принимается равным 2,6. Для колёс из закаленной стали его максимальное значение КНL = 1,8. Если в расчётах КНL получается меньше единицы, то принимется равным 1.

 - коэффициент безопасности : принимается (1,1-1,2) при нормализации или

  улучшении материала колёс и равным 1,2-1,3 при закалке.

   - коэффициент ширины колеса к межосевому расстоянию, на начальном этапе проектирования принимается 0,15-0,4.

   коэффициент , учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца зубчатого колеса.

 При проектировании закрытых зубчатых редукторов данный коэффициент выбирается по табл. 7.1

 Таблица 7.1.

Расположение зубчатых колёс относительно опор

Твёрдость НВ поверхностей зубьев

Менее 350

Более 350

Симметричное

Несимметричное

Консольное

1,00-1,15

1,10-1,25

1,2- 1,35

1,05-1,25

1,15-1,35

1,25-1,45

Меньшие значения принимаются при меньших значениях 

 После вычисления межосевое расстояние необходимо принять по стандартному значению межосевого расстояния в соответствии с ГОСТ 2185-81:

 1-й ряд: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, …

 2-й ряд: 71, 90, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560, 710, 900, 1120,1400, …

первый ряд следует предпочитать второму.

 7.2. На данном шаге рекомендуется выбрать модуль зацепления, который принимается в пределах (0,01- 0,03)  и приравнять его стандартному значению по ГОСТ 9563-80 (мм).

 1-й ряд 1; 1,25; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 16; 20

  2-й ряд: 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22. 

 первый ряд следует предпочитать второму.

 Для косозубых колёс стандартным модулем считается нормальный - mn.

 7.3. Далее определяют суммарное число зубьв  z∑ =z1+z2 .

Для колёс со стандартным окружным модулем (прямозубых)

  z∑= 2aω /mn. (7.5)

Для косозубых колёс со стандартным нормальным модулем

 z∑= 2aω /mt = 2aωcosβ /mn , (7.6)

  где, β - угол наклона зубьев, mt =1/cos β – торцевой модуль зацепления, 

 Угол наклона линии зуба β принимают для косозубых колёс в интервале

  β = 8-150 , для шевронных β = 25-400.

 7.4. Определяют число зубьев шестерни и колеса:

 z1 = z∑ /u+1 ; z2 = z∑ - z1. (7.7)

Число зубьев округляют в большую сторону до целого и по округлённым значениям уточняют передаточное число: u= z2 / z1; и окончательно принимают его по ближайшему стандартному передаточному числу в соответствии с ГОСТ2185-81.

 1–й ряд: 1; 1,25; 1,6;  2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0.

 2 –й ряд: 1,12: 1,4; 1,8; 2,24;  2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2. первый ряд следует предпочитать второму.

Расхождение с принятым ранее передаточным числом не должно превышать 3%.

После всех указанных округлений необходимо проверить межосевое расстояние: для прямозубых колёс aω = 0,5(z1+z2)mn

 для косозубых колёс aω = 0,5(z1+z2)mn / cos β. (7.8)

При проверке может обнаружиться несоответствие полученного результата с ранее принятым значением aω по стандарту. В этом случае необходимо устранить расхождение изменением угла β :

 cos β = 0.5(z1+z2)mn / aω (7.9)

Вычисление необходимо выполнять с точностью до пяти значащих цифр. Затем рекомендуется проверить расчёты с точностью до сотых долей миллиметра делительных окружностей шестерни и колеса:

 d1= z1mn/ cos β. d2= z2mn/ cos β . (7.10)

и убедиться , что принятое ранее межосевое расстояние  aω = 0,5(d1 + d2).

МАШИНА — (греч. "махина" — огромная, грозная) система деталей, совершающая механическое движение для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения труда. Машина характерна наличием источника энергии и требует присутствия оператора для своего управления. Проницательный немецкий экономист К. Маркс заметил, что всякая машина состоит из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов.
Расчеты деталей машин и механизмов