
- •Проверочный расчёт и оптимизация цилиндрических зубчатых передач в программном комплексе MathCad
- •1. Критерии прочностного расчета зубчатых передач
- •1.1. Виды разрушения зубчатых колес и причины их возникновения
- •1.2. Оптимизация конструкции зубчатых передач
- •2. Проверочный расчет цилиндрических
- •2.1. Проверочный расчёт на контактную выносливость
- •2.2. Оптимизация параметров передачи
- •2.3. Проверочный расчёт на изгибную выносливость
- •2.4. Проверка прочности зубьев при перегрузках
- •3. Порядок выполнения работы
- •Приложение
- •1. Окно MathСad. Главное меню. Панели.
- •Панель инструментов
- •2. Вычисления в MathСad
- •3. Обратная связь
- •4. Графика
- •5. Программирование
- •Литература
- •Содержание
- •И здательство «Нефтегазовый университет»
- •625000, Г.Тюмень, ул.Володарского, 38
- •625039, Г.Тюмень, ул. Киевская, 52
2.1. Проверочный расчёт на контактную выносливость
1. Коэффициент Zм, учитывающий механические свойства материала зубчатых колес.
Приведенный
модуль упругости материала:
МПа
Коэффициент
Пуассона материала:
Поскольку в редукторах механических приводов, изучаемых в курсе "Детали машин", устанавливаются обычно стальные зубчатые колеса, то эти параметры можно оставить без изменения, поскольку они указаны именно для стали.
Тогда коэффициент ZМ будет равен:
;
численное значение
МПа.
2. Коэффициент ZН, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев:
;
.
3. Коэффициент Z, учитывающий длину контактных линий.
Коэффициент торцевого перекрытия:
;
.
Тогда коэффициент Z, будет равен:
;
.
4. Силы, действующие в зацеплении
Окружная сила
;
.
Радиальная сила
;
.
Осевая сила
;
.
5. Коэффициент динамической нагрузки KHV при расчете на контакт
Выбирается по таблице 2 в зависимости от:
степени точности изготовления
передачи :
,
твердости поверхности зубьев
:
,
окружной
скорости
:
м/с;
верхнее значение для прямозубых, нижнее для косозубых колес
Таблица 2.
Степень точности |
Твёрдость поверхностей зубьев |
Окружная скорость v, м/с |
|||||
1 |
2 |
3 |
6 |
8 |
10 |
||
6 |
HB350 |
1.03 1.01 |
1.06 1.02 |
1.12 1.03 |
1.17 1.04 |
1.23 1.06 |
1.28 1.07 |
HB>350 |
1.02 1.00 |
1.04 1.00 |
1.07 1.02 |
1.10 1.02 |
1.15 1.03 |
1.18 1.04 |
|
7 |
HB350 |
1.04 1.02 |
1.07 1.03 |
1.14 1.05 |
1.21 1.06 |
1.29 1.07 |
1.36 1.08 |
HB>350 |
1.03 1.00 |
1.05 1.01 |
1.09 1.02 |
1.14 1.03 |
1.19 1.03 |
1.24 1.04 |
|
8 |
HB350 |
1.04 1.01 |
1.08 1.02 |
1.16 1.04 |
1.24 1.06 |
1.32 1.07 |
1.40 1.08 |
HB>350 |
1.03 1.01 |
1.06 1.01 |
1.10 1.02 |
1.16 1.03 |
1.22 1.04 |
1.26 1.05 |
|
9 |
HB350 |
1.05 1.01 |
1.10 1.03 |
1.20 1.05 |
1.30 1.07 |
1.40 1.09 |
1.50 1.12 |
HB>350 |
1.04 1.01 |
1.07 1.01 |
1.13 1.02 |
1.20 1.02 |
1.26 1.04 |
1.32 1.05 |
Выбранное
значение:
6. Коэффициент KH , учитывающий неравномерность распределения нагрузки при расчете на контактную выносливость.
Сначала нужно выбрать схему расположения зубчатых колес относительно опор.
В данном случае подходит пятая схема, т.к. рассчитывается зубчатая передача одноступенчатого редуктора, следовательно, колеса установлены симметрично относительно опор.
Далее вычисляется коэффициент ширины зуба:
;
.
Коэффициент KH определяется по графику одного из рисунков
(в зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев)
при НВ2<350 |
при НВ1>350 и НВ2> 350 |
КH
|
КH
|
а б
Рисунок 3.
Выбранное значение,
согласно графику рисунка 3а
.
7. Удельная расчетная окружная сила при расчете на контактную выносливость
;
.
8. Контактные напряжения, действующие в зацеплении:
;
МПа.
Не
должны превышать допустимые: Условие
прочности
I:
:
МПа.
Поскольку неравенство соблюдается, можно сделать вывод: проектируемая передача удовлетворяет условию контактной выносливости.
Следующий шаг: проверка рациональности выбранных параметров передачи.
Отклонение значения напряжения:
;
.