Министерство образования и науки Российской Федерации

Костромской государственный технологический университет

Кафедра ТММ, ДМ и ПТМ

Расчетно-графическая работа №2

Выполнил: студент

группы (12-М-1)

Зарипов Т. В.

Проверил: Лебедев Д. А.

Кострома 2014

Содержание

2. Расчёты подтверждающие работоспособность и надёжность конструкции. 3

2.2. Расчёт косозубой цилиндрической передачи ( быстроходная ступень ) 3

2.2.1. Исходные данные 3

2.2.2 Выбираем конструкционные материалы для изготовления шестерни и колеса 3

2.2.3 Определение допускаемых напряжений 4

2.2.4. Определение межосевого расстояния передачи 5

2.2.5 Определение диаметров шестерни и колеса 6

2.2.6 Определение ширины шестерни и колеса 7

2.2.7 Определение нормального модуля зубчатой передачи 7

2.2.8 Определение угла наклона зубьев 7

2.2.9 Определение числа зубьев шестерни и колеса 7

2.2.10 Уточнение угла наклона зубьев по межосевому расстоянию 8

2.2.11 Уточнение значения торцевого модуля и определение диаметров 8

(делительных, впадин и выступов для шестерни и колеса) 8

2.2.12 Проверочный расчёт на усталость по контактным напряжениям 9

2.2.13 Выполняем проверочный расчет по напряжениям изгиба 10

2.2.14. Определяем силы, действующие в зацеплении 11

2.2. Расчёт прямозубой цилиндрической передачи ( тихоходная ступень ) 12

2.2.1. Исходные данные 12

2.2.2 Выбираем конструкционные материалы для изготовления шестерни и колеса 12

2.2.3 Определение допускаемых напряжений 13

2.2.4. Определение межосевого расстояния передачи 15

2.2.5 Определение ширины шестерни и колеса 15

2.2.6 Определение модуля зубчатой передачи 16

2.2.7 Определение суммарного числа зубьев, числа зубьев шестерни и колеса 16

2.2.8 Определение геометрических параметров шестерни и колеса 16

2.2.9 Проверочный расчёт на усталость по контактным напряжениям 17

2.2.10 Проверочный расчёт по напряжениям изгиба 18

2. Расчёты подтверждающие работоспособность и надёжность конструкции.

2.2. Расчёт косозубой цилиндрической передачи ( быстроходная ступень )

2.2.1. Исходные данные

( ) – вращающий момент на валу шестерни;

( ) – частота вращения на валу шестерни;

( ) – мощность на валу шестерни;

( ) – вращающий момент на валу колеса;

( ) – частота вращения на валу колеса;

( ) – мощность на валу колеса;

- передаточное число.

2.2.2 Выбираем конструкционные материалы для изготовления шестерни и колеса

Так как в косозубой передаче вступают в зацепление минимум пар зубьев, что связано с углом наклона зубьев β, то материал шестерни выбираем значительно тверже материала колеса: Н₁ > 350HB, H₂ < 350HB.

Материал шестерни: [ 1, стр.170,табл. 8.7 ]

Сталь 40X,

Твердость поверхности: 55HRC (550HB),

Твердость сердцевины: 28HRC ,

Термообработка – азотирование,

Предел прочности МПа,

Предел текучести МПа.

Материал колеса: [ 1, стр.170,табл. 8.7 ]

Сталь 40X,

Термообработка – улучшение,

Твердость HB₂ = 245 HB,

Предел прочности МПа,

Предел текучести МПа.

2.2.3 Определение допускаемых напряжений

А) Определение допускаемых контактных напряжений

, [1, стр. 175, ф.8.55]

где - предел выносливости материала по контактным напряжениям, МПа.

Для шестерни: (МПа); [1, стр.176, табл. 8.8] ;

Для колеса: [1, стр.176, табл. 8.8];

(МПа);

- коэффициент безопасности:

Для шестерни: [1, стр. 176, табл. 8.8];

Для колеса: [1, стр. 176, табл. 8.8];

- коэффициент долговечности, для длительно работающих передач [1, стр.177].

(МПа);

(МПа);

(МПа);

(МПа).

Так как условие ≤ не выполняется, то расчётное значение принимаем меньшее из 2^x допускаемых напряжений, то есть в нашем случае: (МПа).

Б) Определение допускаемых напряжений изгиба:

Для материала шестерни: [1, стр.182, ф.8.67]

,

где - предел выносливости для материала шестерни по напряжениям изгиба, МПа.

(МПа);

(МПа). [1, стр.176, ф.8.8]

- коэффициент безопасности;

; [1, стр.176, табл.8.8]

- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки;

(для односторонней передачи); [1, стр.182]

- коэффициент долговечности;

.[1, стр.177]

(МПа).

Для материала колеса [1, стр.182, ф.8.67]

,

где - предел выносливости для материала шестерни по напряжениям изгиба, МПа.

; [1, стр.176, табл. 8.8]

- коэффициент безопасности;

; [1, стр.176, табл.8.8]

- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки;

(для односторонней передачи); [1, стр.182]

- коэффициент долговечности;

.[1, стр.177]

(МПа).

2.2.4. Определение межосевого расстояния передачи

, (мм) [1, стр.142, ф.8.13] (2.4)

Где - передаточное отношение;

- крутящий момент на валу колеса, ;

- коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния (для несимметричного расположения колес относительно опор [1, стр.141, табл.8.4];

- коэффициент концентрации нагрузки (выбирается в зависимости от коэффициента ширины колеса относительно диаметра ),

. [1, стр.136, рис.8.15]

- приведённый модуль упругости , МПа.

;

Для сталей (МПа).

(мм).

Округляем межосевое расстояние до стандартного значения из ряда R_a40 [1,стр.143]

(мм).

2.2.5 Определение диаметров шестерни и колеса

- Диаметр шестерни;

- Диаметр колеса;

;

;

;

;

.

2.2.6 Определение ширины шестерни и колеса

.

2.2.7 Определение нормального модуля зубчатой передачи

где - коэффициент ширины колеса по модулю . [1, стр.144, табл.8.5]

Округляем по ГОСТ 9563-60.

[1, стр.122, табл.8.1]

2.2.8 Определение угла наклона зубьев

β = arcsin

где - Коэффициент торцевого перекрытия. ≥ 1,1 [1, стр.153].

Принимаем = 1,5

β = arcsin = 9,2⁰.

Для косозубых передач β = 8 – 20⁰ - это условие выполняется.

2.2.9 Определение числа зубьев шестерни и колеса

Определение торцевого модуля:

= 1,52 .

Находим общее число шестерни и колеса:

;

.

Округляем до целого числа: .

Число зубьев шестерни: ;

Округляем до целого числа: .

Число зубьев колеса: ;

.