Расчет передач. Методические указания к практическим занятиям для студентов технических специальностей
 Скачать 1.56 Mb.
|
|
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Основы проектирования машин» ДЕТАЛИ МАШИНМетодические указания к практическим занятиямдля студентов технических специальностей Часть 2 РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧ  Могилев 2014 УДК 621.81 Б  БК 34.44В 92 Рекомендовано к опубликованию Центром менеджмента качества образовательной деятельности ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет» Одобрено кафедрой «Основы проектирования машин» «18» марта 2014 г., протокол № 9 Составитель ст. преподаватель А. Е. Науменко Рецензент к.т.н., доцент Мельников А.С. Методические указания являются практическим руководством в работе студентов технических специальностей дневного отделения при проведении практических занятий по дисциплине «Детали машин». Учебное издание ДЕТАЛИ МАШИН Часть 2 Ответственный за выпуск А. М. Даньков Технический редактор А. А. Подошевко Компьютерная верстка Н.П. Полевничая Подписано в печать . Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная. Усл.-печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 115 экз. Заказ № Издатель и полиграфическое исполнение Государственное учреждение высшего профессионального образования «Белорусско-Российский университет» ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г. 212000, г.Могилев, пр.Мира, 43 © ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет», 2014 Содержание
Введение В конструкциях механизмов и машин наиболее широкое распространение получили зубчатые и червячные передачи из-за небольших габаритных размеров, способности передавать высокую нагрузку и технологичности изготовления. Современный инженер должен обладать навыками проектирования данных передач и иметь представление не только о порядке проведения расчёта, но и критериях работоспособности, по которым осуществляется расчёт проектируемой передачи. Одним из важнейших моментов при проектировании является выбор материала для элементов передачи и методов улучшения его функциональных свойств. Так, например, неправильно подобранный материал или неправильно выполненная термообработка снижает ресурс работы передачи и увеличивает ее габаритные размеры, что ведёт к увеличению материалоёмкости и стоимости всего проектируемого механизма. Кроме этого, при проектировании передач следует стремиться к тому, чтобы геометрические параметры были подобраны таким образом, чтобы передача была равнопрочна по различным критериям работоспособности. Например, для зубчатой передачи не должна наблюдаться большая недогрузка и при расчете на контактную прочность, и при расчете на прочность по напряжениям изгиба. Этого можно добиться выполнением существующих рекомендаций при расчёте геометрических параметров передачи в рамках проектного расчета, приведенных в литературе. Обучение студентов умению самостоятельно производить выбор материалов и термообработки, расчет геометрических параметров и проверку передачи по критериям работоспособности для зубчатых и червячных передач является одной из главных задач дисциплины «Детали машин». 1 Критерии работоспособности зубчатых и червячной передач Под действием сил, возникающих в зацеплении зубчатой передачи, зуб находится в сложном напряженном состоянии. Решающее влияние на его работоспособность оказывают два основных напряжения: контактные напряжения  и напряжения изгиба  . Для каждого зуба  и  не являются постоянно действующими. Они изменяются во времени по некоторому прерывистому циклу. Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломки зубьев и выкрашивания поверхности, поэтому и приняты за критерии работоспособности и расчёта зубчатой передачи. В современной методике расчета из двух напряжений и за основные, относительно которых ведется проектный расчёт (в ходе которого определяются геометрические параметры передачи), в большинстве случаев приняты контактные напряжения , так как в пределах заданных габаритов зубчатых колес остаются постоянными, а можно уменьшать путем увеличения модуля. Червячные передачи, так же как и зубчатые, рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям . В отличие от зубчатых, в червячных передачах чаще наблюдается износ и заедание, а не выкрашивание поверхности зубьев. Интенсивность износа зависит от величины контактных напряжений, поэтому расчет по контактным напряжениям для червячных передач является основным. Расчет по напряжениям изгиба производится при этом как проверочный. 2 Порядок расчёта зубчатых и червячной передач Расчёт передач можно условно разделить на три этапа. 1 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. В рамках этого этапа назначаются материалы, из которых выполняются элементы передачи, термообработка элементов передач (для улучшения функциональных свойств материалов) и рассчитываются допускаемые контактные напряжения  и допускаемые напряжения изгиба  (при превышении которых работоспособность передачи будет нарушена).2 Проектный расчёт передачи. В рамках этого этапа определяются все геометрические параметры элементов передачи. 3 Проверочный расчёт передачи. В рамках этого этапа определяются действительные напряжения в передаче (контактные и изгиба ) и сравниваются с их допускаемыми значениями и .3 Расчет зубчатых передач 3.1 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений для зубчатых передач Исходными данными для расчета допускаемых напряжений зубчатых передач служат: частоты вращения шестерни  мин-1 и колеса  мин-1; срок службы  , лет; режим работы.Порядок определения допускаемых напряжений для зубчатых передач представим в виде таблицы 3.1. Таблица 3.1 – Порядок определения допускаемых напряжений для зубчатых передач.
Продолжение таблицы 3.1
3.2 Проектные расчёты зубчатых передач 3.2.1 Проектный расчёт цилиндрических передач. Исходными данными для проектного расчета цилиндрических зубчатых передач служат: передаточное отношение u; крутящий момент на валу шестерни  ,Н·м; допускаемые контактные напряжения  , МПа.Порядок проектного расчета для цилиндрических зубчатых передач представим в виде таблицы 3.2. Таблица 3.2 – Порядок проектного расчета для цилиндрических зубчатых передач
Продолжение таблицы 3.2
3.2.2 Проектный расчёт прямозубой конической передачи. Исходными данными для проектного расчета прямозубых конических зубчатых передач служат: передаточное отношение u; крутящий момент на валу колеса  ,Н·м; допускаемые контактные напряжения , МПа.Порядок проектного расчета для прямозубых конических зубчатых передач представим в виде таблицы 3.3. Таблица 3.3 – Порядок проектного расчета для конических зубчатых передач
Продолжение таблицы 3.3
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
,
,
- назначенная твёрдость поверх-ности зуба (если твёрдость дана по шкале HRC или HV, то переводим в HB по графику на рисунке А.1 [1, рисунок 8.40].
,
– количество лет службы привода; 
– количество недель в году; 
– количество рабочих дней в неделю; 
– количество рабочих смен в день; 
– количество часов в смену.
,
.
,
(если 
<1, то принимаем 
,
,
.
;
;
.
,
,
Для всех сталей.
,
.
,
. Если 
<1, то принимаем 
,
,
.
.
;
.
;
.
.
. После расчёта из ГОСТ 9563-80 по таблице А.8 [1, таблица 8.1] выбираем ближайший стандартный модуль.
.
. 8 < 
< 22º, если значение 
;
.
;
.
;
.
,
.
,
.
.
.
.
.
,
;
.
.
.
.
.
.
,
.
,
.