Основы расчета на контактную прочность и изгиб конической передачи

Проектировочный расчет по контактным напряжениям

В конических колесах нагрузка по длине зуба распределена нерав­номерно. Для простоты расчет конических колес на изгиб ведут по среднему сечению зуба. Расчет основан на допущении, что нагрузочная способность конической передачи равна нагрузочной способности эк­вивалентной цилиндрической передачи при ширине колеса, равной ширине конических колес. Модуль цилиндрического колеса равен тор­цовому модулю конического колеса.

Диаметр эквивалентного колеса

Число зубьев

При проектировочном расчете определяют внешний делительный диа­метр колеса.

Считают, что нагрузочная способность конического колеса составляет 0,85 нагрузочной способности цилиндрического.

где К_н — коэффициент нагрузки.

Допускаемое напряжение определяют по формулам для цилиндри­ческих колес.

Проверка на изгиб. Для открытых передач и передач с высокой твердостью поверхности (HRC > 50) геометрические параметры колес определяют из расчета на изгиб, при этом рассчитывают средний модуль. Для закрытых передач расчет на изгиб является проверочным. Для проверочного расчета

где K_F — коэффициент нагрузки; Y_f — коэффициент формы зуба, вы­бирается по числу зубьев z₀, F_t — окружная сила; b — ширина зубчатого венца; т — модуль зуба в среднем сечении.

Допускаемые напряжения рассчитываются так же, как для цилинд­рических колес.

Глава 7. Передача винт — гайка

Иметь представление о назначении передачи, о материалах деталей передачи, о факторах, влияющих на КПД.

Знать виды разрушений и критерии работоспособности; формулы для кинематического и геометрического расчетов.

Передача винт — гайка используется для преобразования враща­тельного движения одного из звеньев в поступательное движение дру­гого (рис. 7.1).

Винты в передаче делятся на

• грузовые и

• ходовые.

Грузовые винты используют в домкратах, винтовых прессах и на­жимных устройствах.

Ходовые винты применяют в станках и измерительных приборах для установочных, рабочих и холостых перемещений.

Основное требование к передаче — износостойкость и длительное сохранение точности.

В зависимости от вида трения в резьбе передачи делятся на

• переда­чи скольжения и

• передачи качения (рис. 7.2).

В домкратах и винтовых прессах применяют упорную резьбу, в вин­товых передачах обычно используют трапецеидальную резьбу.

Передаточное отношение передачи винт — гайка

где D — диаметр маховика; p_h — ход винта (см. рис. 7.1): p_h = pz, где р — шаг резьбы; z — число заходов резьбы.

Ведущим звеном может быть как винт, так и гайка. Скорость поступательного движения, мм/с, в зависимости от угло­вой скорости ω, рад/с, винта

Оценка передачи винт — гайка

Достоинства передачи винт — гайка:

• простота конструкции;

• малые габаритные размеры при большой несущей способности;

• большое передаточное число;

• возможность изготовления с большой точностью;

• возможность получения самоторможения в передаче. Основной недостаток передачи винт — гайка — низкий КПД. При использовании передачи качения КПД увеличивается, но такие переда­чи сложны и их стоимость выше.