курсовая работа по механике. расчёт передачи. Расчет и проектирование привода рабочей машины

• Название: Расчет и проектирование привода рабочей машины
• Анкор: курсовая работа по механике. расчёт передачи
• Дата: 29.03.2023
• Размер: 2.71 Mb.
• Имя файла: KR_Mekhanika_Netsvetaev_241014 (1) - Copy.docx
• Тип: Курсовая; #1024603
• страница: 3 из 4

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗАКРЫТОЙ КОНИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные:

∙м;

= ∙м;

= 145,52 мин^-1;

= 36,38 мин^-1;

= 15,24 ;

= 3,8 ;

Передаточное число зубчатой передачи u=4.

2.1 Выбор материала зубьев, термообработки и твёрдости

Подбираем твёрдости по стандартным таблицам механических характеристик сталей.

Выбираем для шестерни сталь 45. Термообработка – улучшение. . Выбираем для колеса сталь 45. Термообработка - нормализация

Определение допускаемых напряжений:

Допускаемые напряжения при расчёте зубьев на усталостную контактную прочность:

для шестерни

(2.1)

для колеса

(2.2)

где – предел выносливости зубьев при контактном нагружении, МПа;

– коэффициент безопасности, для зубчатых колес с однородной структурой материала (термообработка - нормализация, улучшение, закалка) ;

– коэффициент долговечности. Принимаем

Предел выносливости зубьев при термообработке нормализация:

для шестерни

(2.3)

для колеса

(2.4)





Т.к. передача прямозубая определяем эквивалентное контактное напряжение по минимальному значению:

(2.5)



Определяем допускаемые напряжения при расчёте зубьев на усталостную изгибную прочность:

для шестерни

(2.6)

для колеса

(2.7)

где – предел выносливости зубьев при изгибном нагружении, МПа;

– коэффициент безопасности: ;

– коэффициент реверсивности (при нереверсивной – 1,0, при реверсивной – 0,75) ;

– коэффициент долговечности: .

Предел выносливости зубьев при термообработке нормализация:

для шестерни:

(2.8)

для колеса:

(2.9)





2.2 Проектный расчёт передачи

Углы делительных конусов, …^о :

шестерни

		(2.10)
	колеса
		(2.11)

Внешний делительный диаметр колеса, мм,

(2.12)

Внешнее конусное расстояние, мм

(1.13)

мм

Среднее конусное расстояние, мм

(2.14)

R=206,1-0,5 60=176,1 мм

Внешний окружной модуль, мм

(2.15)

Средний окружной модуль, мм

(2.16)

Делительный диаметр шестерни, мм

Средний

(2.17)

Внешний

(2.18)

Внешний диаметр окружности вершин зубьев, мм

Шестерни

(2.19)

мм

Колеса

(2.20)

мм

Внешний диаметр окружности впадин зубьев, мм

Шестерни

(2.21)

мм

Колеса

(2.22)

Окружная скорость зубчатых колёс, м/с

(2.23)

15,24 =0,651 м/с

Степень точности передачи – 9

Угол головки зуба, …^о

(2.24)

Угол ножки зуба, …^о

(2.25)

Углы конусов вершин зубьев (углы обточки), …^о

шестерни

(2.26)



колеса

(2.27)

.

Окружная сила на шестерне и колесе, Н

(2.28)

Н.

Осевая сила на шестерне, радиальная на колесе, Н

, (2.29)

где – угол зацепления .

Н.

Радиальная сила на шестерне, осевая сила на колесе, Н

, (2.30)

.

Контактное напряжение , МПа:

(2.31)

𝐾_Hα – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, для прямозубых 𝐾_Hα = 1,0;

K_Hβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, K_Hβ = 1,0;

K_H𝑣 – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости зубчатых колес и степени точности передачи, определяется по табл.5.5., K_H𝑣 = 1,05.

=377 МПа.

Расчётное напряжение изгиба , МПа

для зубьев шестерни:

(2.32)

для зубьев колеса:

(2.33)
где 𝑌_𝐹 – определяется по табл. 5.6. Для шестерни 𝑌_𝐹1 = 4,27, для колеса 𝑌_𝐹2 = 3,61;

𝐾_𝐹𝛼 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями. Для степени точности 9: 𝐾_𝐹𝛼 = 1,0;

𝐾_𝐹𝛽 – для прирабатывающихся зубьев: 𝐾_𝐹𝛽 = 1,0;

𝐾_𝐹𝑣 = 1,0 для прямозубых передач

,

.

Расчётные значения и меньше МПа и , перегрузки отсутствуют.

2.3 Конструирование конических зубчатых колёс



Рисунок 1 – конструкция зубчатого колеса при , мелкосерийное производство

2.3.1 Обод

Фаска

(2.34)

c=0,5 5,88=2,94 мм

Внешний диаметр вершин зубьев

(3.35)

мм

Толщина S

(3.36)

S=2,5 5,88+2=16,7 мм

Ширина базового торца зубчатого венца

(3.37)

Ширина зубчатого венца

b=60 мм

2.3.2 Диск

Толщина диска, мм

(3.38)

C=15 мм

2.3.3 Ступица

Внутренний диаметр ступицы равен диаметру вала

Диаметр вала ориентировочно равен:

(3.39)

Примем

Наружный диаметр ступицы

(3.40)

Длина ступицы

(3.41)

2.3.4 Допуски и посадки

При передаче вращающего момента шпоночным соединением конические зубчатые колёса насаживают на вал по посадкам H7/s6 – нереверсивная передача.

На ширину шпоночного паза отверстия конического зубчатого колеса чаще задают поле допуска Js9 для нереверсивной передачи. На глубину шпоночного паза задаются предельные отклонения при сечении шпонки 6х6 …+0,1мм, свыше 6х6 …+0,2мм

2.3.5 Шероховатость поверхностей

Поверхности элементов зубчатых колёс обрабатываются со следующей шероховатостью, нормируемой параметром :

Торцы ступиц, базирующихся по торцу заплечиков валов, при

;

Профили зубьев при степени точности 6…0,4; 7…0,8; 8…1,6; 9…3,2

Поверхности выступов зубьев … 6,3

Фаски и выточки на колёсах…6,3

Рабочие поверхности шпоночных пазов … 1,6

Нерабочие поверхности шпоночных пазов … 3,2

Посадочные поверхности отверстий при квалитете 7 и диаметрах менее 50 мм …0,8; более 50 мм … 1,6