
- •Оренбург 2004
- •Содержание
- •1 Введение
- •2.1 Исходные данные
- •2.2 Выбор материала зубчатых колес
- •2.3 Режимы работы передачи
- •2.4 Число циклов перемены напряжений
- •2.5 Допускаемые напряжения [σ]h , [σ]f
- •2.6 Коэффициенты, применяемые при расчете передачи на выносливость
- •2.7 Эквивалентные вращающие моменты на валу колеса the2, tfe2
- •3.1 Диаметр внешней делительной окружности колеса
- •3.2 Диаметр внешней делительной окружности шестерни
- •3.3 Число зубьев шестерни
- •3.4 Число зубьев колеса
- •3.5 Фактическое передаточное число
- •3.6 Геометрические размеры передачи
- •3.7 Проверочный расчет зубьев колес передачи
- •3.8 Силы, действующие в зацеплении конических колес
- •4 Пример расчета закрытой конической передачи с прямыми и круговыми зубьями
- •4.1 Исходные данные для расчета
- •Определение основных параметров передачи
- •Принимается:
- •Проверочные расчеты передачи
- •Значение (см. Таблицу а.8) для прямозубой передачи. Уточняем значение н по формуле:
- •(См. Таблицу а.8) для передачи с круговыми зубьями.
- •Силы, действующие в зацеплении
- •(Справочное) Справочные данные для расчета передач
(Справочное) Справочные данные для расчета передач
Таблица А.1 Характеристики механических свойств сталей, применяемых для изготовления зубчатых колес
Марка стали |
Размеры, мм |
Твердость |
σВ, МПа |
σT, МПа |
Термическая обработка |
||
Диаметр D, мм |
Толщина S, мм |
HB |
HRСЭ |
||||
35 |
Любой |
Любая |
162192 |
|
570 |
270 |
Нормализация |
45 45 45 |
Любой 200 80 |
Любая 80 50 |
179207 235262 269302 |
|
600 780 800 |
320 540 650 |
То же Улучшение То же |
45X 45X 45X |
200 125 125 |
125 80 80 |
235262 269302 269302 |
4550 |
700 900 900 |
640 750 750 |
То же То же Улучшение, закалка ТВЧ |
35ХМ 35ХМ 35ХМ |
315 200 200 |
200 125 125 |
235262 269302 269302 |
4853 |
800 920 930 |
670 750 750 |
Улучшение То же Улучшение, закалка ТВЧ |
40XH 40XH 40XH |
315 200 200 |
200 125 125 |
235262 262302 262302 |
4853 |
800 950 830 |
630 780 750 |
Улучшение То же Улучшение, закалка ТВЧ |
20ХНМ |
200 |
125 |
300400 |
5663 |
1000 |
800 |
Улучшение +цементация +закалка |
18ХГТ 12ХНЗА 12ХГНА |
300 200 200 |
125 125 125 |
300400 300400 300400 |
5663 5663 5663 |
1000 1000 1000 |
800 800 800 |
То же То же Улучшение +цементация +закалка |
40ХНМА |
125 |
80 |
269302 |
5663 |
980 |
780 |
Улучшение +азотирование |
35Л 45Л 50ГЛ |
Любой 315 315 |
Любая 200 200 |
163257 207235 235262 |
|
650 680 850 |
270 440 600 |
Нормализация Улучшение То же |
Таблица
А.2
Начальные коэффициенты концентрации
нагрузки
,
Ψd1 |
Твердость зубьев колеса НВ |
|
|
0,2 |
>350 |
1,4 1,2 |
1,31 1,16 |
0,4 |
350 >350 |
1,9 1,45 |
1,67 1,34 |
0,6 |
350 >350 |
2,4 1,7 |
2,01 1,53 |
0,8 |
350 >350 |
3,0 2,0 |
2,41 1,74 |
1,0 |
350 >350 |
3,6 2,3 |
2,8 1,85 |
Таблица A.3 Коэффициенты приведения КНЕ и КFE
Режим нагружения |
КНЕ термообработка любая, m=3 |
KFE термообработка улучшение, m=6 |
KFE Термообработка закалка,m=9 |
0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
I |
0,8 |
0,81 |
0,84 |
II |
0,63 |
0,72 |
0,77 |
III |
0,56 |
0,68 |
0,74 |
IV |
0,3 |
0,64 |
0,71 |
V |
0,4 |
0,57 |
0,66 |
Таблица А.4 Коэффициент Сv
Вид передачи |
Термообработка |
|||
У1 и У2 |
ТВЧ1 и У2 |
ТВЧ1, ТВЧ2 З1 и З2 |
Ц1 и Ц2 |
|
Коническая: - прямозубая - с круговыми зубьями |
800
1000 |
850
1000 |
1000
1100 |
1200
1350 |
Условные обозначения термической обработки: У – улучшение; ТВЧ – закалка поверхностная токами высокой частоты; Ц – цементация; З – закалка объемная. Индекс «1» относится к шестерне, индекс «2» – к колесу.
Таблица А.5 Коэффициент динамичности нагрузки КНV
Сте-пень точ-ности |
Твер-дость зубьев |
Тип конической передачи |
Окружная скорость , м/с |
|||||
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|||
6 |
≤350 |
прямозубая |
1,02 |
1,06 |
1,12 |
1,17 |
1,23 |
1,28 |
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,06 |
1,07 |
||
>350 |
прямозубая |
1,02 |
1,03 |
1,07 |
1,10 |
1,15 |
1,28 |
|
с круговыми зубьями |
1,00 |
1,00 |
1,02 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
||
7 |
≤350 |
прямозубая |
1,04 |
1,07 |
1,14 |
1,21 |
1,36 |
1,36 |
с круговыми зубьями |
1,02 |
1,03 |
1,02 |
1,06 |
1,07 |
1,08 |
||
>350 |
прямозубая |
1,03 |
1,05 |
1,09 |
1,14 |
1,19 |
1,24 |
|
с круговыми зубьями |
1,00 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,03 |
1,04 |
||
8 |
≤350 |
прямозубая |
1,04 |
1,08 |
1,16 |
1,24 |
1,32 |
1,40 |
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
1,06 |
1,08 |
||
>350 |
прямозубая |
1,03 |
1,06 |
1,10 |
1,16 |
1,22 |
1,26 |
|
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,05 |
||
9 |
≤350 |
прямозубая |
1,05 |
1,10 |
1,12 |
1,13 |
1,40 |
1,50 |
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,03 |
1,05 |
1,07 |
1,09 |
1,12 |
||
>350 |
прямозубая |
1,04 |
1,07 |
1,13 |
1,20 |
1,26 |
1,32 |
|
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,03 |
Таблица А.6 Коэффициент динамичности нагрузки КFV
Сте-пень точ-ности |
Твер-дость зубьев |
Тип конической передачи |
Окружная скорость , м/с |
|||||
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|||
6 |
≤350 |
прямозубая |
1,06 |
1,13 |
1,26 |
1,40 |
1,53 |
1,67 |
с круговыми зубьями |
1,02 |
1,05 |
1,10 |
1,15 |
1,20 |
1,25 |
||
>350 |
прямозубая |
1,02 |
1,04 |
1,08 |
1,11 |
1,14 |
1,17 |
|
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,06 |
1,07 |
||
7 |
≤350 |
прямозубая |
1,08 |
1,16 |
1,38 |
1,50 |
1,68 |
1,80 |
с круговыми зубьями |
1,03 |
1,06 |
1,11 |
1,16 |
1,22 |
1,27 |
||
>350 |
прямозубая |
1,01 |
1,05 |
1,09 |
2,13 |
1,17 |
1,22 |
|
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,05 |
1,07 |
1,08 |
||
8 |
≤350 |
прямозубая |
1,1 |
1,2 |
1,36 |
1,58 |
1,78 |
1,66 |
с круговыми зубьями |
1,03 |
1,06 |
1,11 |
1,17 |
1,23 |
1,29 |
||
>350 |
прямозубая |
1,04 |
1,06 |
1,12 |
1,16 |
1,21 |
1,26 |
|
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,06 |
1,07 |
1,08 |
||
9 |
≤350 |
прямозубая |
1,13 |
1,28 |
1,50 |
1,77 |
1,98 |
2,25 |
с круговыми зубьями |
1,04 |
1,07 |
1,14 |
1,21 |
1,28 |
1,35 |
||
>350 |
прямозубая |
1,04 |
1,07 |
1,14 |
1,21 |
1,27 |
1,34 |
|
с круговыми зубьями |
1,01 |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
1,08 |
1,09 |
Таблица А.7 Рекомендуемые степени точности передачи в зависимости от окружной скорости зубчатых колес
Степень точности |
Окружная скорость , м/с |
|
Прямозубых колес |
Непрямозубых колес |
|
6 7 8 9 |
От 8 до 12 От 4 до 8 От 1,5 до 4 До 1,5 |
От10 до 20 От 7до 10 От 3 до 7 До 3 |
Таблица А.8 Коэффициенты прочности зуба колеса ,
Коэффициенты |
У1 и У2 |
ТВЧ1 и ТВЧ2 |
ТВЧ1 и ТВЧ2 Ц1 и Ц2 |
Значения коэффициентов прочности зуба для прямозубых колес |
|||
|
0,85 |
||
|
0,85 |
||
Значения коэффициентов прочности зуба для колес с круговыми зубьями |
|||
|
1,22+0,21 |
1,13+0,13 |
0,81+0,15 |
|
0,91+0,08 |
0,85+0,013 |
0,05+0,11 |
Условные обозначения термической обработки: У – улучшение, ТВЧ – закалка поверхности токами высокой частоты, Ц – цементация и закалка; индекс «1» относится к шестерне, индекс «2» – к колесу. – передаточное число конической передачи.
Таблица А.9 – Коэффициент смещения инструмента Хе1 и ХVe1 (для прямозубых конических передач)
Z1 или ZV1 |
Передаточное число |
|||||||
1 |
1,25 |
1,6 |
2 |
2,5 |
3,15 |
4 |
5 |
|
12 13 14 15 16 17 20 25 30 |
0,00 0,00 0,00 0,00 |
0,16 0,17 0,15 0,14 0,13 0,09 |
0,345 0,61 0,30 0,38 0,26 0,23 0,15 |
0,44 0,43 0,6 0,38 0,36 0,31 0,29 0,20 |
0,5 0,48 0,47 0,45 0,35 0,40 0,37 0,33 0,22 |
0,53 0,52 0,50 0,48 0,45 0,43 0,40 0,36 0,24 |
0,56 0,54 0,53 0,50 0, 0,45 0,42 0,38 0,26 |
0,57 0,65 0,68 0,61 0,49 0,46 0,43 0,39 0,29 |
Для передач, у которых значения Z1(ZV1) и отличаются от указанных в данной таблице, коэффициент Хе1 или ХVe1 принимается с округлением в большую сторону.
Таблица А.10 – Коэффициент смещения инструмента Хn1 и ХVn1 ( для конических передач с круговыми зубьями)
Z1 или ZVn1 |
Передаточное число |
|||||||
1 |
1,25 |
1,6 |
2 |
2,5 |
3,15 |
4 |
5 |
|
12 13 14 15 16 18 20 25 30 40 |
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 |
0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 |
0,23 0,22 0,21 0,19 0,17 0,15 0,11 0,09 |
0,32 0,30 0,29 0,27 0,26 0,24 0,22 0,19 0,16 0,11 |
0,37 0,25 0,33 0,31 0,26 0,27 0,28 0,21 0,18 0,14 |
0,39 0,37 0,35 0,33 0,32 0,30 0,28 0,24 0,21 0,16 |
0,41 0,39 0,37 0,35 0,34 0,32 0,29 0,25 0,22 0,17 |
0,42 0,40 0,38 0,36 0,35 0,32 0,29 0,25 0,22 0,17 |
Для передачи, у которой значения Z1(ZVn1) и отличаются от указанных в данной таблице, коэффициент Хn1 или ХVn1 принимают с округлением в большую сторону.
Рисунок А.1 – Силы,
действующие в коническом зацеплении
Таблица А.11 – Коэффициент осевого и радиального усилий
|
Коэффициент осевого усилия γа при βm = 350 |
Коэффициент радиального усилия γr при βm = 350 |
Направление наклона зуба и направление вращения одинаковы |
γа = 0,44sinδ1 + 0,7cosδ1 |
γr = 0,44cos δ1 – 0,7sin δ1 |
Направление наклона зуба и направление вращения противоположны |
γа =0,44sinδ1 – 0,7cosδ1 |
γr = 0,44cos δ1 + 0,7sinδ1 |