Главная страница
Навигация по странице:

  • , млн циклов

  • Тема Передаточные механизмы


    Скачать 2.09 Mb.
    НазваниеТема Передаточные механизмы
    Дата01.12.2022
    Размер2.09 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаzadanie_2 (2).docx
    ТипДокументы
    #822917
    страница2 из 6
    1   2   3   4   5   6

    2.1. Проектировочный расчет


    Исходя из указанных выше факторов, по заданию выбираем материалы и способ термообработки зубчатых колес.

    Выбор рекомендуется производить в зависимости от заданной мощности на выходе (NВЫХ).
    1. Если NВЫХ < 4 кВт.

    Материал зубчатых колес – сталь 45, 40Х.

    Термообработка:

    – шестерни – улучшение, нормализация, твердость Н1 = (269…262) НВ;

    – колеса – улучшение, нормализация, твердость Н2 = (235…262) НВ.
    2. Если NВЫХ = 4…8 кВт.

    Материал зубчатых колес – сталь 40Х, 40ХН.

    Термообработка:

    – шестерни – закалка, твердость Н1 = (40…60) HRC;

    – колеса – улучшение, твердость Н2 = (269…302) НВ.
    3. Если NВЫХ = 8…15 кВт.

    Материал зубчатых колес – сталь 40Х, 40ХН.

    Термообработка:

    – шестерни и колеса – закалка, твердость Н1 = Н2 (40…60) HRC.
    4. Если NВЫХ > 15 кВт.

    Материал зубчатых колес – сталь 20ХН2М, 12ХН2, 12ХН3А, 8ХГГ, 25ХГНМ.

    Термообработка:

    – шестерни и колеса – цементация, твердость Н1 = Н2 (54…64) HRC;

    – колеса – нитроцементация, азотирование, твердость Н1 = Н2 (550…750) HV.
    Примечание. Соотношения между числами твердости, определенной различными методами, представлены на рис. 2.3.




    а)









    б)
    Рис. 2.3. Перевод значений твердости по различным шкалам к значению твердости по HB: а) по шкале HRC, б) по шкале HV
    Минимальное число зубьев зубчатых колес, выполненных без смещения, для предотвращения подрезания принимается равным zmin = 17. Выбираем коэффициент ширины зуба: из ряда 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25, придерживаясь рекомендаций табл. 2.2.

    Таблица 2.2

    Коэффициент ширины зуба


    Расположение колес относительно опор



    Симметричное

    0,4–0,5

    Несимметричное

    0,315–0,4

    Консольное

    0,2–0,25


    Коэффициент ширины зуба по диаметру определяем по формуле

    = . (2.1)
    Полученное значение можно уточнить по табл. 2.3.
    Таблица 2.3

    Коэффициент ширины зуба по диаметру


    Твердость материалов зубчатых колес

    Расположение колес относительно опор



    Н1 НВ 350 и Н2 НВ 350

    или Н2 НВ 350

    При симметричном

    0,8…1,4

    При несимметричном

    0,6…1,2

    При консольном

    0,3…0,4

    Н1  НВ 350 и Н2  НВ 350

    При симметричном

    0,4…0,9

    При несимметричном

    0,3…0,6

    При консольном

    0,2…0,25


    Расчет на контактную выносливость зубьев служит для предотвращения усталостного выкрашивания активных поверхностей зубьев. Но следует отметить, что после проектировочного расчета необходимо выполнить уточненные проверочные расчеты.

    Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле, мм:

    , (2.2)

    где «+» – для внешнего зацепления, «–» – для внутреннего зацепления;

    Ka – вспомогательный коэффициент;

    T2H – вращающий момент на валу колеса, Н · м:

    (2.3)

    u – передаточное число:

    (2.4)

    – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагруз­ки по длине контактных линий;

    – коэффициент ширины зуба;

    допускаемое контактное напряжение, МПа.

    Вспомогательный коэффициент Ka принимают по табл. 2.4.
    Таблица 2.4

    Значения коэффициента Ka


    Вид колес

    Ka

    Материалы шестерни и колеса

    сталь –сталь

    сталь –чугун

    сталь –бронза

    чугун –чугун

    текстолит –сталь

    ДСП – сталь

    полиамид (капрон) – сталь

    Прямозубые

    495

    445

    430

    415

    200

    225

    155

    Косозубые и шевронные

    430

    390

    375

    360

    170

    195

    135


    Коэффициент , учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, принимают в зависимости от параметра , схемы передачи и твердости активных поверхностей зубьев по графику, представленному на рис. 2.4.



    Рис. 2.4. График для определения коэффициента



    Номер кривой соответствует передаче на рис. 2.5.

    Рис. 2.5. Редукторы
    Допускаемые контактные напряжения определяют раздельно для шестерни и колеса по формуле, МПа:

    , (2.5)

    где – предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов напряжений, МПа;

    SHкоэффициент запаса прочности;

    ZN – коэффициент долговечности;

    ZR – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхнос­тей зубьев;

    – коэффициент, учитывающий окружную скорость;

    ZL – коэффициент, учитывающий влияние вязкости масла;

    ZXкоэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса.
    В проектировочном расчете = 0,9.

    В качестве допускаемого контактного напряжения для косозубой передачи при проектировочном расчете принимают условное допускаемое контактное напряжение, определяемое по формуле

    = . (2.6)
    При этом должно выполняться условие < 1,23 , где – меньшее из значений и . В противном случае принимают =

    = .

    Предел контактной выносливости , соответствующий базовому числу циклов напряжений, принимают по табл. 2.5.

    Таблица 2.5

    Предел контактной выносливости при базовом числе циклов


    Способ термической и химико-термической обработки зубьев

    Средняя твердость поверхности зубьев

    Сталь

    Формула для расчета значений

    Отжиг, нормализация или улучшение

    Менее НВ 350

    Углеродистая и легированная

    =

    Объемная и

    поверхностная закалка

    HRC 38…50

    =

    Цементация и нитроцементация

    Более HRC 56

    Легированная

    =

    Азотирование

    HV 550…750

    = 1050


    При отсутствии необходимых фактических данных можно применить следующие минимальные коэффициенты запаса прочности SH:

    – для зубчатых колес, выполненных из материала однородной структуры, принимаем SHmin = 1,1;

    – для колес с поверхностным упрочнением зубьев SHmin = 1,2;

    – для передач, выход из строя которых связан с тяжелыми последствия­ми, значения минимальных коэффициентов запасов прочности следует увеличить до SHmin = 1,25 и SHmin = 1,35 соответственно.
    Коэффициент долговечности ZN принимают в зависимости от отношения суммарного и базового чисел циклов перемены напряжений в зубьях NK и NHlim по следующим формулам:

    ZN = при , (2.7)
    но не более 2,6 для однородной структу­ры материала и 1,8 для поверхностного упрочнения;

    ZN = при NK > , (2.8)
    но не менее 0,75,

    где NHlim – базовое число циклов перемены напряжений;

    NК – суммарное число циклов перемены напряжений.
    Суммарное число циклов перемены напряжений NК при постоянной нагрузке определяется следующим образом (и для шестерни, и для колеса):

    , (2.9)

    где с – число зубчатых колес, сцепляющихся с рассчитываемым зубчатым колесом (в данном задании с = 1);

    n – частота вращения рассчитываемого зубчатого колеса, об/мин;

    t – срок службы передачи, в часах.
    Если не задано конкретное число часов работы передачи, а задан срок работы передачи в годах, то t определятся по формуле

    , (2.10)

    где L – срок службы в годах;

    КГОД, КСУТ– коэффициенты использования передачи в течение года и суток соответственно.
    Базовое число циклов перемены напряжений определяется по графику, представленному на рис. 2.6.


    , млн циклов



    Рис. 2.6. График для определения базового числа циклов перемены напряжений


    Используя все найденные параметры, определяют межосевое расстояние. Полученное межосевое расстояние при необходимости округляется до стандартного значения:

    • РЯД 1 – 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400;

    • РЯД 2 – 71, 90, 112, 140, 180, 225, 280, 355, 450.

    Значения первого ряда следует предпочитать значениям второго.

    1   2   3   4   5   6


    написать администратору сайта