ДМ / Розрахунок та конструювання зубчастих передач (2)
.pdf
де – коефіцієнт торцевого перекриття конічної прямозубої передачі
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
(формула (4.14)) |
|
|
|
1,88 |
|
3,2 |
|
|
|
|
|
1,88 |
|
|
|
|
|
|
|
1,734, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ZV 1 |
|
|
|
|
|
|
26,26 |
|
132,9 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ZV 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
де ZV 1 і ZV 2 – еквівалентні числа зубців відповідно шестірні та колеса,
визначені раніше.
4. KH – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубцями. Для прямозубих передач KH 1 (табл.3.8).
5. – коефіцієнт, що враховує зменшення несучої здатності конічної передачі порівняно з еквівалентною передачею. Для прямозубих конічних передач
v 0,85 .
6. KH – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця уточнюємо за графіком на рис. 4.2а, крива 1б в залежності від уточненого пара-
метра b Re u / 2 b Re . |
|
|
|
|
|
Оскільки |
фактичний |
коефіцієнт |
ширини |
зубчастих |
вінців |
bR |
b / Re 34 /118,18 0,287 то b Re u / 2 b Re 0,287 2,25 2 0,287 0,376 , |
||||
e |
|
|
|
|
|
тому за графіком (рис.4.2а, крива 1б) для опор з роликовими підшипниками
беремо K |
H |
K |
1,07 . |
|
H |
|
7. KHV – коефіцієнт динамічного навантаження визначаємо
за табл. 3.7. (за 9м ступенем точності, на одиницю грубішим, ніж прийнятим за
табл.3.6).При твердості |
поверхні |
|
зубців |
|
H 350HB |
і |
коловій |
|
швидкості |
||||||||||||||||||||
V 1,93м / с коефіцієнт KHV |
1,1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
8. |
Уточнюємо величину |
|
допустимого |
контактного |
напруження. |
|
Оскільки |
||||||||||||||||||||||
V 1,93м / с 5м / с , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
464МПа . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ZV 1 . Тому H H |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
9. Перевіряємо контактне напруження |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
190 2,495 0,869 |
|
2 191 103 1 1,07 1,1 2,252 |
1 |
|
437МПа |
464МПа |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
0,85 34 184,682 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|||||||||
10. Оцінюємо недовантаження передачі (формула (3.27)) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
H H |
|
100% |
464 407 |
100% 5,8% , що допустимо. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
H |
|
|
464 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Примітка: У випадку перевірного розрахунку за спрощеною |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
формулою (4.15) контактне напруження |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,252 1 3 |
|
|
|
|
|
|
H |
335 T2 KH KH KHV |
|
u2 1 |
|
335 |
|
|
191 103 1 1,07 1,1 |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
b u2 |
|
|
|
101,18 |
|
|
|
|
|
34 2,252 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
462,2МПа H 464МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
100
|
|
H H |
|
100% |
464 462,2 |
100% 0,39% 5% . Міцність забезпечена. |
||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
H |
|
464 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Розбіжність з результатом уточненого розрахунку складає 5,41%, що |
||||||||
пояснюється тим, що коефіцієнт KH |
визначений для добутку коефіцієнтів |
|||||||
ZM ZH Z |
при середніх величинах Z H |
і Z , а при уточненому розрахунку вели- |
||||||
чин Z H |
і Z , відповідає їх фактичним величинам. |
|||||||
5.4.7. Перевірний розрахунок на попередження пластичних деформацій
або крихкого руйнування зубців (формула (3.30)).
HM H 
KП 437
2 616,7МПа HM 1792МПа
5.4.8. Перевірний розрахунок на витривалість при згині.
Розрахункові напруження на згин (формули (4.17))
|
|
|
|
|
Ft KF KFV |
Y |
|
|
|
; |
|
|
|
|
YF1 |
|
|||
|
F |
|
|
|
F |
F1 |
F 2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
0,85 b mm |
|
F |
|
|
|
YF |
F |
||||||||
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1. Визначаємо колову силу в середньому перерізі (формула (4.16)) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2T |
|
2 191 103 |
2068 H |
|
|
|
|
|
|||||
|
Ft |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
mm Z2 |
3,42 54 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2. За графіком (рис.4.2.б, крива 1б для опор з роликовими підшипника- |
||||||||||||||||||
ми) |
в залежності від параметра bR u / 2 bR |
0,376 |
визначаємо коефіцієнт |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
нерівномірності розподілу |
навантаження |
по |
|
довжині |
контактних ліній |
||||||||||||||
KF |
1,15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. За табл. 3.9 для 9го ступеня точності передачі при твердості поверхонь зубців H1,2 350 HB1,2 і коловій швидкості V 1,93 м / с коефіцієнт динамічного
навантаження KFV 1,28.
4. За графіком (рис.4.3) залежно від еквівалентного числа зубців
шестірні Z |
|
26,6 та колеса Z |
|
132,9 ; ( |
1 |
0,038; |
1 |
0,0075 ) для |
||
V 1 |
V 2 |
ZV 1 |
ZV 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
некоригованої передачі x 0 |
визначаємо коефіцієнти форми зубців |
|||||||||
для шестірні (YF 4,34 ) та колеса (YF |
4,17. |
|
|
|
||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
101
5. Виконуємо перевірний розрахунок
|
|
|
2068 |
1,15 1,28 |
4,18 129 МПа |
265 МПа |
|||
F |
|
|
|
|
|||||
|
0,85 |
34 3,42 |
|
F |
|
||||
|
2 |
|
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
129 |
4,34 |
134 МПа |
308МПа. |
|
|||
1 |
|
|
|||||||
|
4,17 |
|
F |
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Міцність на витривалість при згині забезпечена з значним запасом. Для даної пари зубчастих коліс основним критерієм працездатності є контактна міцність, а не міцність на згин.
5.4.9. Перевірний розрахунок на згин для попередження залишкових деформацій або крихкого злому зубців максимальним навантаженням
(формули (3.38)).
FM 1 F1 KП 134 2 268МПа FM1 1058МПа
FM 2 F2 KП 129 2 258МПа FM 2 910МПа
5.4.10.Визначення геометричних розмірів конічної прямозубої
зубчастої передачі (підрозд.4.1.7).
Зовнішній ділильний діаметр:
колеса
шестірні
de2 me Z2 4 54 216 мм de1 me Z1 4 24 96 мм.
Кут ділильного конуса:
шестірні
колеса
Зовнішня конусна відстань
1 |
аrctq |
1 |
|
аrctq |
1 |
|
23,9610 23057 42 |
|
u |
2,25 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
2 |
900 1 |
900 23,961066,0390 6602 18 . |
||||||
Re 0,5me 
Z12 Z22 0,5 4 
242 542 118,18 мм
Ширина зубчастих вінців
b 34 мм (визначена в п.7, підр.5.4.5) Середня конусна відстань
Rm Re 0,5 b 118,18 0,5 34 101,18 мм
Середній коловий модуль
mm me Rm 4 101,18 3,42 мм Re 118,18
102
Середній ділильний діаметр
шестірні
колеса
Зовнішня висота зуба
dm1 mm Z1 3,42 42 82,08 мм dm2 mm Z2 3,42 54 184,68 мм
he 2,2me |
2,2 4 8,8мм |
|
|
||||||
Зовнішня висота головки зуба |
|
|
|
|
|
|
|
||
hae me 4 мм |
|
|
|
|
|
|
|||
Кут головки зуба |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a1 f 2 ; a 2 f 1 |
|
|
|
|
|
||||
Кут ніжки зуба: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f 1 f 2 arctq |
h |
fe |
arctq |
|
4,8 |
2,32750 2019 39 |
|||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Re |
118,18 |
|
|||
Кут конуса вершин зубців |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шестірні a1 |
1 |
a1 |
23,9610 |
2,32750 |
26,28850 26017 19 |
||||
колеса a2 |
2 |
a2 |
66,0390 2,32750 68,36650 68021 59 |
||||||
Кут конуса западин зубців
шестірні f 1 1 f 1 23,9610 2,32750 21,63350 21038 6 колеса f 2 2 f 2 66,0390 2,32750 63,71150 63042 41
Зовнішній діаметр вершин зубців
шестірні dae1 de1 2hae cos 1 96 2 4 cos 23,9610 103,31мм колеса dae 2 de2 2hae cos 2 216 2 4 cos 66,0390 219,25 мм.
103
Додатки
Додаток 1.Зразок титульного аркуша домашньої контрольної роботи
Міністерство освіти і науки України Національний технічний університет України
”Київський політехнічний інститут”
Кафедра конструювання верстатів та машин
Розрахунок та конструювання зубчастої передачі
МТ 02. ДМ0501. 300 ПЗ
Домашня контрольна робота ч. 2 з дисципліни “Деталі машин”
Керівник доц. Стадник В. А. |
Виконавець |
____________________ |
ст. Гуріна Н.В. |
|
гр. МТ02 |
|
Зал. книжка №________ |
|
______________________________ |
|
(особистий підпис) |
Київ НТУУ "КПІ" 2013 р.
104
Додаток 2.
Зміст
стор.
Вступ.
1.Технічне завдання на проектування.............................................................
2.Розрахунок зубчастої передачі тихохідного ступеня редуктора...............
2.1.Вибір матеріалів. Визначення допустимих напружень....................
2.2.Проектний розрахунок зубчастої передачі........................................
2.3.Перевірні розрахунки зубчастої передачі..........................................
2.4.Визначення геометричних параметрів зубчастої передачі..............
2.5.Визначення конструктивних розмірів зубчастого колеса................
2.6.Робоче креслення зубчастого колеса.................................................
Література
105
Додаток 3
106
Додаток 4
107
Додаток 5
108
Література
1.Стадник В.А. Деталі машин, курс лекцій : Електронне навчальне видання - К.: НТУУ "КПІ" 2012.- 650 с. : Деталі машин КЛ [Стадник В.А.],pdf.
2.Вибір електродвигуна, кінематичний та силовий розрахунки механічного приводу, розрахунок і конструювання передач гнучкою в'яззю. Метод. вказівки до виконання домашніх контрольних робіт з дисципліни.
"Деталі машин" для студентів машинобудівних спеціальностей усіх форм навчання : Електронне навчальне видання /Уклад. В.А.Стадник– К.: НТУУ"КПІ",2012. -57с.
3.Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: Підруч. – 2-ге вид. перероб. - Львів: Афіша, 2003. – 560 с.
4.Іванов М.Н. Детали машин. М.: Высш. шк., 2001. – 386 с.
5.Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. – Харьков: Основа; 1991. – 276 с.
6.Баласанян Р.А. Атлас деталей машин: Навч. посіб. для техн. вузів. – Х.:
Основа, 1996. – 256 с.
7. Курмаз Л.В. Основи конструювання машин : навчальний посібник МОН України . -- Х.: Підручник НТУ "ХПІ " , 2010. - 532 с.
8.Чернавский С.А. и др. Проектирование механических передач. – М.: Машиностроение, 1984. – 560 с.
9.Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. –
М.: Высш. шк., 1985. – 416 с.
10.Курсовое проектирование деталей машин / Под. ред. В.Н. Кудряцева. – Л.: Машиностроение, 1983. – 400 с.
11.Зубчатые передачи: Справочник / Под. ред. Гинзбурга – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1980. – 416 с.
12.Приводы машин: Справочник / Под. общ. ред. В.В. Длоугого. – Л.: Машиностроение. 1982. – 456 с.
13.ГОСТ 21354-87 Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность.
14.ДСТУ 2330-93. Передачі зубчасті та фрикційні. Терміни та визначення. 15.ДСТУ 2825-94. Розрахунки та випробування на міцність. Терміни та ви-
значення основних понять
109