- •Конспект лекцій лекція 1 - 2 Вступ
- •Основні положення про проектування та конструювання машин
- •Основні етапи створення технічних об'єктів
- •Види виробів та їхні характеристики
- •Види і комплектність конструкторських документів
- •Загальні вимоги до машин та їхніх елементів
- •Розрахунки при проектуванні і конструюванні
- •Навантаження елементів машин Загальні відомості про навантаження
- •Розподіл навантаження в часі та типові режими навантаження елементів машин
- •Шляхи зменшення навантаження елементів машин
- •Основні механічні характеристики матеріалів
- •Лекція 3 механічні передачі загальні відомості та параметри для розрахунку механічних передач
- •1. Призначення механічних передач та їхня класифікація.
- •2. Основні співвідношення для кінематичних параметрів і параметрів навантаження механічних передач
- •Розрахунки деталей машин на міцність Оцінка міцності деталей при простих деформаціях
- •Зміна напружень у часі
- •Визначення граничних напружень
- •Допустимі напруження і коефіцієнти запасу міцності
- •Лекція 4 пасові передачі
- •Загальні відомості та класифікація пасових передач
- •Елементи пасових передач
- •Пружне ковзання паса та кінематика пасової передачі
- •Сили та напруження у вітках пасової передачі
- •Розрахунок пасових передач на тягову здатність і довговічність
- •Зубчасто–пасові передачі
- •Лекція 5 ланцюгові передачі Загальні відомості та класифікація ланцюгових передач
- •Деталі ланцюгових передач
- •Пристрої для регулювання натягу ланцюга.
- •Основні розрахункові параметри ланцюгових передач
- •Критерії роботоздатності та розрахунок ланцюгових передач
- •Лекція 6-8 загальні відомості про зубчасті передачі
- •Основні параметри евольвентного зачеплення
- •Початковий контур зубчастих коліс
- •Коригування зубців циліндричних зубчастих передач
- •Ковзання і тертя у зачепленні зубців
- •Конструкції зубчастих коліс та їхнє виготовлення
- •Точність зубчастих передач
- •Матеріали і термообробка зубчастих коліс
- •Види руйнування зубців та критерії розрахунку на міцність зубчастих передач
- •Допустимі напруження у розрахунках зубчастих передач
- •Циліндричні зубчасті передачі
- •Радіуси кривини профілів зубців та приведена їхня кривина.
- •Навантаження на зубці циліндричних зубчастих передач
- •Розрахунок активних поверхонь зубців на контактні втому і міцність.
- •Розрахунок зубців на втому і міцність при згині
- •Проектний розрахунок циліндричних зубчастих передач та особливості розрахунку відкритих зубчастих передач
- •Конічні зубчасті передачі
- •Навантаження на зубці конічної зубчастої передачі
- •Розрахунок зубців конічних зубчастих передач на контактні втому і міцність, на втому і міцність при згині.
- •Проектний розрахунок конічної зубчастої передачі
- •Особливості конічних зубчастих передач із непрямими зубцями
- •Циліндричні зубчасті передачі із зачепленням новікова
- •Особливості розрахунків на міцність циліндричних передач Новікова
- •Гвинтові та гіпоїдні зубчасті передачі
- •Гвинтова зубчаста передача
- •Гіпоїдна зубчаста передача
- •Хвильові зубчасті передачі Принцип роботи та деякі схеми хвильових зубчастих передач
- •Кінематика хвильової зубчастої передачі
- •Елементи розрахунку хвильових зубчастих передач
- •Лекція 9 черв'ячні передачі Загальні відомості та класифікація черв'ячних передач
- •Параметри черв'ячної передачі
- •Матеріали і конструкції деталей черв'ячної передачі. Критерії роботоздатності та розрахунків
- •Допустимі напруження у розрахунках черв'ячних передач
- •Навантаження на зубці черв'ячного колеса
- •Розрахунок активних поверхонь зубців черв'ячного колеса на контактні втому і міцність при дії максимального навантаження
- •Особливості розрахунку зубців черв'ячного колеса на згин
- •Лекція 10 передачі гвинт – гайка
- •1. Загальні відомості
- •2. Конструкції деталей передач гвинт – гайка
- •3. Розрахунок передач гвинт – гайка
- •4. Приклад розрахунку передачі гвинт – гайка
- •Лекція 11 фрикційні передачі
- •1. Загальні відомості та класифікація фрикційних передач
- •2. Явища ковзання у контакті котків фрикційної передачі
- •3. Матеріали та конструкції деталей фрикційних передач
- •4. Види руйнування котків і критерії їхнього розрахунку. Допустимі контактні напруження та тиски.
- •5. Розрахунок циліндричних фрикційних передач
- •6. Розрахунок конічних фрикційних передач
- •Фрикційні варіатори
- •Лекція 12 осі та вали
- •2. Розрахункові схеми валів та осей. Критерії розрахунку
- •3. Розрахунок осей на міцність і стійкість проти втомного руйнування
- •4. Розрахунок валів на статичну міцність
- •5. Розрахунок валів на втомну міцність
- •6. Розрахунок валів на жорсткість
- •7. Розрахунок валів для запобігання поперечним коливанням
- •8. Проектний розрахунок валів та їхнє конструювання
- •Лекція 13 шпонкові з'єднання
- •2. Розрахунок ненапружених шпонкових з'єднань
- •3. Розрахунок напружених шпонкових з'єднань
- •Зубчасті (шліцеві) та профільні з'єднання
- •1. Основні типи зубчастих з'єднань і області їхнього використання
- •2. Розрахунок зубчастих з'єднань
- •3. Профільні з'єднання
- •Пресові з'єднання
- •1. Загальні відомості
- •2. Деякі питання технології складання пресових з'єднань
- •3. Розрахунок пресових з'єднань
- •Лекція 14-15 підшипники кочення
- •1. Загальні відомості
- •3. Монтаж, змащування та ущільнення підшипників кочення
- •4. Навантаження на тіла кочення. Види руйнувань і критерії розрахунку підшипників кочення
- •5. Підбір підшипників кочення за статичною та динамічною вантажністю
- •6. Розрахункове еквівалентне навантаження на підшипники кочення
- •7. Рекомендації щодо вибору підшипників кочення
- •Підшипники ковзання
- •1. Загальні відомості
- •2. Конструкції та матеріали підшипників ковзання
- •3. Змащування підшипників ковзання
- •4. Роботоздатність і режим рідинного тертя у підшипниках ковзання.
- •5. Розрахунки підшипників ковзання
- •6. Деякі спеціальні підшипники ковзання
- •Напрямні прямолінійного руху
- •Лекція 16 муфти приводів
- •2. Некеровані муфти
- •3. Керовані муфти
- •4. Самокеровані та комбіновані муфти
- •Лекція 17-18 зварні з'єднання
- •1. Особливості з'єднання деталей зварюванням і характеристика з'єднань
- •2. Види зварних з'єднань і типи зварних швів
- •Розрахунок зварних з'єднань на міцність
- •Допустимі напруження для зварних з'єднань
- •З'єднання деталей машин та пружні елементи
- •2. Кріпильні різьби та їхні основні параметри
- •3. Кріпильні різьбові деталі, їхні конструкції та матеріали
- •4. Стопоріння різьбових з'єднань
- •5. Елементи теорії гвинтової пари
- •6. Розрахунок витків різьби на міцність
- •7. Розрахунок на міцність стержня болта (гвинта) для різних випадків навантаження з'єднання
- •8. Розрахунок групових болтових з'єднань
- •9. Клемові, або фрикційно–гвинтові, з'єднання
- •10. Допустимі напруження та запаси міцності при розрахунках різьбових з'єднань
Циліндричні зубчасті передачі
Параметри прямо– та косозубих зубчастих передач
Параметри початкового контуру. Згідно з діючими стандартами параметри початкового контуру для циліндричних прямота косозубих передач регламентовані такими значеннями (для зубчастих коліс із модулем т ≥ 1 мм): кут головного профілю α = 20°; коефіцієнти – висоти головки зубця ha* = 1, радіального зазора
с*= 0,25, висоти ніжки зубця hf* = h*a + c* = 1,25, радіуса кривини перехідної кривої ρf * = 0,38.
Розміри зубців та вінців зубчастих коліс.
Основною відмінністю косозубих коліс у порівнянні з прямозубими є те, що у косозубих лінія зубців нахилена під деяким кутом β до твірної ділильного циліндра (рис. 23.1, а). Різновидністю косозубих коліс є шевронні зубчасті колеса (рис. 23.1, б). Шевронне зубчасте колесо складається як би з двох косозубих коліс, суміщених торцями так, щоб зубці мали протилежний нахил. Косозубі колеса використовують із кутом нахилу зубців β = 8...20°, а у шевронних колесах беруть β = 20...40°, кут нахилу зубців прямозубих коліс β = 0.
Зважаючи на те, що косозубі (шевронні) зубчасті колеса можуть нарізуватись таким самим стандартним інструментом, як і прямозубі, кут профілю зубців косозубих (шевронних) коліс у їх нормальному перерізі αn = α = 20° (відповідно до початкового контуру).
За стандартний модуль зубців косозубих (шевронних) коліс беруть модуль mn також у нормальному перерізі зубців. У пря–мозубих колесах нормальний та коловий модулі однакові: т = тп = mt.
Згідно зі значеннями параметрів стандартного початкового контуру розміри зубців циліндричних зубчастих коліс (рис. 23.2) визначають за формулами, наведеними у табл. 23.1.
Формули для розмірів вінців циліндричних зубчастих коліс із числами зубців z1 і z2, що утворюють зубчасту передачу згідно з рис. 23 2, наведені у табл. 23.2.
Таблиця 23.1 Розміри елементів зубців циліндричних зубчатих коліс
Елементи зубця
|
Колесо
| |
прямозубе |
косозубе (шевронне) | |
Висота: головки ніжки зубця Радіальний зазор Радіус кривини перехідної кривої |
ha – h"а ·m = m hf = (h*+c*) · m = 1,25m h = ha + hf = 2,25m с = c* · m = 0,25m pf = pf* · m = 0,38m |
ha = ha* · mn = mn hf =( ha* + c*)· mn= l,25mn h = ha + hf = 2,25mn c = c* · mn = 0,25mn pf = pf* · mn = 0,38mn |
Таблиця 23.2. Розміри вінців пари циліндричних зубчастих коліс
Діаметри вінців
|
Передача
| |
прямозуба |
косозуба (шевронна) | |
Ділильні
Вершин зубців
Впадин |
d1 = m · z1; d2 = m · z2
da1 = d1 + 2ha = d1 + 2m, da2 = d2 + 2ha = d2 + 2m;
df1 = d1 – 2hf = dl – 2,5m; df2 = d2 – 2hf = d2 – 2,5m |
d1 = mn · z1/cosβ; d2 = mn · z2/cosβ
da1 = d1 + 2ha = d1 + 2mn; da2 = d2 + 2ha = d1 + 2mn;
df1 = d1 – 2hf = d1 – 2,5mn; df2 = d2 – 2hf = d2 – 2,5mn |
Міжосьова відстань циліндричних зубчастих передач:
прямозубої аω = 0,5 · (d1 + d2 )= 0,5m · (zl + z2); (23. 1)
косозубої або (шевронної)
aω = 0,5mn · (z1 + z2) / cos β. (23.2)
Враховуючи те, що передаточне число зубчастої передачі u = z2 / z1 , ділильні діаметри зубчастих коліс (у некоригованих передачах початкові збігаються з ділильними) можуть бути виражені через міжосьову відстань:
d1 = 2aω / (u ± 1); d2 = 2aω · u / (u ± 1). (23.3)
Тут знак плюс – для передачі зовнішнього зачеплення; знак мінус – для передачі внутрішнього зачеплення.
Ширину зубчастого вінця b2 колеса (рис. 23.2) потрібно брати залежно від міжосьової відстані передачі
b2 = ψba · aω , (23.4)
де ψba – коєфіцієнт ширини вінця, який беруть: ψba = 0,1...0,4 –для прямозубих передач, ψba = 0,2...0,5 – для косозубих та ψba = 0, 4...0,8 – для шевронних передач. Менші значення ψba вживають при несиметричному або консольному розміщенні зубчастого колеса щодо опор вала, а також при твердості зубчастих коліс Н > 350 НВ.
Граничні значення ψba повинні бути такими, щоб виконувались умови:
ψba = b2 / d1= 0,5 ψba (u + 1) ≤ 1 – для прямозубих передач, ψba ≤ 1,5 – для косозубих передач та ψba ≤ 2,5 – для шевронних зубчастих передач.
Ширину зубчастого вінця шестірні b1 беруть на 2 – 5 мм більшою від ширини вінця колеса з метою забезпечення повноти контакту зубців по довжині їх при можливих похибках у монтажі валів передачі в осьовому напрямі.
Коефіціенти торцевого та осьового перекриття. Загальний коефшент перекриття зубчастої передачі
εγ =εα + εβ, (23.5)
де εα і εβ – коефіціенти торцевого та осьового перекриття зубців відповідно.
Для зубчастих передач без модифікації зубців і з некоригованими вубцями коефщіент торцевого перекриття можна визначити за такою наближеною залежшстю:
εα = [1,88 – 3,2 · (1/z1 ± 1/z2,)] · соs β. (23.6)
Тут знак плюс для передач зовнішнього, а знак мінус – внутрішнього зачеплення. У прямозубих передачах (β= 0) рекомендують εα ≥ 1,2, а у косозубих
(β ≠ 0) – εα ≥ 1.
Коефіціент осьового перекриття εβ виражаеться відношенням ширини зубчастого вінця колеса b2 до осьового кроку зубщв Рх:
εβ = b2 / Рх = b2 · sin β / Рn = (b2 · sin β)/(π · mn). (23.7)
У прямозубих зубчастих передачах εβ = 0, а у косозубих передачах рекомендують брати εβ ≥ 1,1, що досягається вибором ширини вшця Ь2 при заданих β та mn.
Заміна косозубих зубчастих коліс еквівалентними прямозубими.
Міцність зубця визначають його розміри та форма у нормальному перерізі. Форму косого зубця у нормальному перерізі визначають через параметри еквівалентного прямозубого колеса (рис. 23.3).
Нормальний до зубця переріз зубчастого колеса має форму еліпса з півосями:
O1 · A = 0,5 · d; О1 · В = 0,5 · d/cos β.
Максимальний радіус кривини еліпса
О · А = (О1 · В)2 / (O1 · A) = d/(2 · cos2 β).
Радіус еквівалентного прямозубого колеса беруть рівним максимальному радіусу кривини еліпса, тобто діаметр dυ еквівалентного прямозубого колеса визначають за формулою dυ = d/cos2 β. (23.8)
Ширина вінця еквівалентного прямозубого колеса дорівнює ширині вінця косозубого колеса, тобто bυ = b, а його модуль тν дорівнює нормальному модулю тп косозубого колеса.
Число зубців еквівалентного прямозубого колеса знаходять на основі співвідношення dυ = mn · zυ = mn ·z/cos3 β,
звідки дістаємо zυ = z/соs3β. (23.9)
Заміна косозубих зубчастих коліс еквівалентними прямозубими використовується у розрахунках на міцність зубців зубчастих передач.