мой курсач. Техническое задание 2 Описание и обоснование разрабатываемой конструкции 3

• Название: Техническое задание 2 Описание и обоснование разрабатываемой конструкции 3
• Анкор: мой курсач.docx
• Дата: 01.10.2018
• Размер: 274.13 Kb.
• Имя файла: мой курсач.docx
• Тип: Техническое задание; #25315
• страница: 4 из 9

5.2. Проектный расчет зубчатых передач на прочность

Цель этого расчета – определить модули зацепления и размеры передач, обеспечивающие их работоспособность в течение заданного срока службы.

Следует сделать выбор, какой тип передачи (открытый или закрытый) следует применять в разрабатываемой конструкции. Открытые ЭМП применяют при малых окружных скоростях и нагрузках в режимах длительных остановок. Основной причиной выхода из строя открытых передач является поломка зубьев, в результате усталости материала. Для предотвращения поломки зубья рассчитывают на изгибную прочность.

Для зубьев ЭМП, работающих в более напряжённых условиях, применяют закрытые передачи. Основной причиной выхода из строя этих передач является усталостное выкрашивание поверхностей зубьев, для предотвращения которого проводят расчёт на контактную прочность.

Так как в данном задание небольшая окружная скорость, то выбираем открытую передачу.

По согласованию с преподавателем, срок службы выбран .

Для предотвращения поломок зубья рассчитывают на изгибную прочность, а проверяют на контактную прочность ([1],стр.29).

5.2.1. Выбор материалов

Материалы выбирают с учетом назначения передачи, характера действующей нагрузки, условий эксплуатации, массы, габаритов и стоимости.

Для прирабатывающихся зубчатых передач рекомендуется для выравнивания срока службы назначать для зубчатых колес разные материалы, причем твердость шестерни должна быть на 20…30 единиц больше твердости колеса ([1], стр.35).

Исходя из всего выше сказанного выберем для шестерни материал сталь 45, а для зубчатого колеса сталь 35.

Из таблицы 7 ([1], стр.37) выпишем основные характеристики материалов:

	Шестерня	Колесо
Материал	Сталь 45	Сталь 35
Твердость HB	196-263	190-240
Твердость HRC	40-50	30-40
α, 1/°C	11*10-6	11*10-6
Модуль упругости E, МПа	2,1*105	2,1*105
Плотность ρ, г/см3	7,85	7,85
Предел прочности σв, МПа	580	520
Предел текучести σт, МПа	360	320
Предел выносливости σ-1 МПА	245	225

Примем для шестерни , а для зубчатого колеса .

5.2.2. Допускаемые напряжения при расчете на выносливость

При постоянном режиме нагрузки расчетное число циклов нагружения равно

(15)

где число колес, находящихся в одновременном зацеплении с=2,

частота обращения зубчатого колеса, об/мин,

срок службы передачи, .

5.2.3. Допускаемое контактное напряжение для шестерни и колеса:

По формуле рассчитаем допускаемое контактное напряжение.

(16)

где предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений ,





коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей, при , ,

коэффициент, учитывающий окружную скорость колеса, при , ,

коэффициент долговечности, учитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач.

Для улучшенной стали .

Показатель степени для стальных колес .

(17)

коэффициент безопастности, .

По формуле рассчитываем допустимое контактное напряжение

1. 
   Для шестерни ,
   
2. 
   Для колеса .
   

5.2.4. Допускаемое напряжение изгиба для материала шестерни и зубчатого колеса

По формуле рассчитаем допустимое напряжение изгиба.

(18)

где предел выносливости при изгибе,





коэффициент, учитывающий цикл нагружения колеса,

Так как передача реверсивная, то .

коэффициент долговечности.

При .

коэффициент запаса прочности.

При обычных условиях работы .

По формуле рассчитываем допустимое контактное напряжение:

1. 
   Для шестерни ,
   
2. 
   Для колеса .
   

5.2.5. Расчёт зубьев на изгиб

Рассчитаем модуль зацепления в миллиметрах для цилиндрических прямозубых передач по формуле

(19)

где коэффициент, для прямозубых колес, .

коэффициент расчетной нагрузки, при проектном расчете для всех видов передач.

Выберем из , .

коэффициент ширины зубчатого венца. Для мелкомодульных передач . Выберем .

число зубьев колеса.

суммарный крутящий момент

допускаемое напряжение зубьев при изгибе,

коэффициент формы зуба, выбирается в зависимости от количества зубьев.

Для ,

Для ,

.

Рассчитаем отношение .

1. 
   Для шестерни ,
   
2. 
   Для колеса .
   

Так как для шестерни это соотношение получилось больше, чем для колеса, то расчет будем вести по шестерни.

.

Определим по формуле модули для передач

,

,

,

,

Округляем до минимального значения модуля для передач, получаем

.

5.2.6. Расчёт зубчатых колес на контактную прочность

Для силовых передач модуль определяется по формулам.

(20)

(21)

где для стальных прямозубых цилиндрических колес.

допускаемое контактное напряжение. .

коэффициент ширины колеса,. Выберем .

Выполним расчет по формулам

,

,

,

,

,

,

,

.

Округляем до минимального значения модуля для передач, получаем

.

По расчетам выберем наибольшие значения модулей для передач.

.

Из конструктивных соображений, также по согласованию с преподавателем округлим полученное значение до ряда предпочтительных чисел, до 0,5мм, в большую сторону, поскольку это только увеличит прочность передач.

Проверочный расчёт на контактную прочность показывает, что зубчатые колёса удовлетворяют условиям прочности.