3й курс 5 семестр / Sbornik_k_r_i_rasch_-graf_zad
.pdf
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z4 |
18 |
14 |
33 |
24 |
20 |
30 |
31 |
24 |
15 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z5 |
52 |
38 |
84 |
66 |
60 |
85 |
84 |
64 |
42 |
84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n1 , об/мин |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
850 |
750 |
700 |
650 |
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача № 3.4
Для двухскоростной планетарной коробки передач (рис. 3.4) определить передаточное отношение от колеса l к колесу 5 и скорость вращения колеса 5:
а) при закрепленном водиле Н (первая передача); б) при закрепленном колесе 3 (вторая передача).
Известны числа зубьев колес и скорость вращения колеса 1.
Таблица 3.4
Параметры |
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
15 |
20 |
12 |
16 |
14 |
17 |
18 |
20 |
25 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
20 |
20 |
15 |
24 |
26 |
25 |
36 |
25 |
30 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z3 |
55 |
60 |
42 |
64 |
66 |
67 |
90 |
70 |
85 |
65 |
z3' |
56 |
65 |
47 |
63 |
65 |
68 |
88 |
72 |
90 |
60 |
z4 |
21 |
25 |
17 |
23 |
25 |
26 |
34 |
27 |
35 |
20 |
z5 |
14 |
15 |
10 |
17 |
15 |
16 |
20 |
18 |
20 |
20 |
1 ,рад/с |
250 |
300 |
150 |
200 |
250 |
300 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31
Рис. 3
32
Задача № 3.5
В шестискоростной ступенчатой коробке передач (рис. 3.5) определить значения передаточных отношений при различных .передачах и скорости вращения выходного вала III, если заданы числа зубьев колес и скорость вращения входного вала l.
Таблица 3.5
Параметры |
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
za |
32 |
35 |
39 |
44 |
45 |
48 |
46 |
43 |
40 |
30 |
z |
16 |
17 |
19 |
22 |
23 |
24 |
24 |
21 |
20 |
16 |
a' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zb |
16 |
18 |
19 |
21 |
22 |
24 |
23 |
22 |
20 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zb' |
32 |
34 |
39 |
45 |
46 |
48 |
47 |
42 |
40 |
30 |
zc |
24 |
26 |
29 |
33 |
34 |
36 |
35 |
32 |
30 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zc' |
24 |
26 |
29 |
33 |
34 |
36 |
35 |
32 |
30 |
23 |
zd |
19 |
21 |
23 |
25 |
27 |
28 |
28 |
26 |
24 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zd ' |
29 |
31 |
35 |
41 |
41 |
44 |
42 |
38 |
36 |
28 |
ze |
32 |
35 |
38 |
42 |
45 |
48 |
46 |
43 |
40 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ze' |
16 |
17 |
20 |
24 |
23 |
24 |
24 |
21 |
20 |
16 |
1 ,рад/с |
100 |
120 |
80 |
60 |
70 |
90 |
110 |
100 |
80 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача № 3.6
Для планетарной коробки передач (рис. 3.6) определить передаточное отношение от водила Н к колесу l и частоту вращения колеса l:
а) при закрепленном колесе 3 (первая передача); б) при закрепленном колесе 4 (вторая передача).
Известны числа зубьев колес и частота вращения водила пн.
33
Таблица 3.6
|
Параметры |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
51 |
50 |
52 |
52 |
|
53 |
54 |
61 |
65 |
|
66 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
50 |
49 |
48 |
51 |
|
52 |
53 |
60 |
64 |
|
65 |
|
71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2' |
52 |
51 |
51 |
53 |
|
54 |
55 |
62 |
66 |
|
67 |
|
72 |
|
|
z2'' |
49 |
48 |
49 |
49 |
|
50 |
51 |
58 |
62 |
|
63 |
|
68 |
|
|
z3 |
52 |
51 |
51 |
54 |
|
55 |
56 |
63 |
67 |
|
68 |
|
73 |
|
|
z4 |
49 |
48 |
49 |
50 |
|
51 |
52 |
59 |
63 |
|
64 |
|
69 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
nH ,об/мин |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
2500 |
2000 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача № 3.7 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Для двухскоростной планетарной коробки передач (рис. 3.7) определить |
||||||||||||||
передаточное отношение от колеса l к колесу 6 и скорость вращения колеса 6: |
|
||||||||||||||
|
а) |
при закрепленном водиле H1 (первая передача); |
|
|
|
|
|
||||||||
|
б) |
при закрепленном водиле Н2 (вторая передача). |
|
|
|
|
|
||||||||
|
Известны числа зубьев колес и скорость вращения колеса l. |
Таблица 3.7 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Параметры |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
17 |
18 |
17 |
20 |
|
18 |
17 |
21 |
17 |
|
20 |
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
43 |
38 |
42 |
42 |
|
36 |
36 |
40 |
32 |
|
40 |
|
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z3 |
103 |
94 |
101 |
104 |
|
90 |
89 |
101 |
81 |
|
100 |
|
75 |
|
|
z4 |
18 |
17 |
18 |
17 |
|
20 |
18 |
17 |
18 |
|
17 |
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z5 |
40 |
45 |
39 |
38 |
|
45 |
37 |
34 |
42 |
|
28 |
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z6 |
98 |
107 |
96 |
93 |
|
110 |
92 |
85 |
102 |
|
73 |
|
96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ,рад/с |
300 |
150 |
90 |
70 |
|
90 |
150 |
300 |
150 |
|
90 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
Задача № 3.8
В двухскоростной планетарной коробке передач (рис. 3.8) определить передаточное отношение от колеса l к водилу H2 и частоту вращения водила H2:
а) при закрепленном водиле H1, (первая передача); б) при закрепленном колесе 3 (вторая передача).
Известны числа зубьев колес и частота вращения колеса l.
Таблица 3.8
Параметры |
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
17 |
24 |
17 |
18 |
20 |
17 |
18 |
20 |
18 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
36 |
36 |
45 |
40 |
45 |
30 |
39 |
42 |
38 |
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z3 |
89 |
96 |
107 |
97 |
110 |
77 |
96 |
104 |
94 |
85 |
z3' |
18 |
18 |
18 |
17 |
17 |
18 |
17 |
18 |
17 |
18 |
z4 |
36 |
37 |
42 |
39 |
45 |
29 |
38 |
42 |
36 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z5 |
90 |
92 |
102 |
96 |
107 |
76 |
93 |
102 |
87 |
84 |
n , об/мин |
700 |
900 |
1500 |
2800 |
1500 |
900 |
700 |
1400 |
2800 |
900 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача № 3.9
В четырехскоростной ступенчатой коробке передач (рис. 3.9) определить передаточное отношение от входного вала I к выходному валу II и частоту вращения вала II:
а) при соединении колес 2' и 2 (первая передача); б) при соединении колес 1" и 1' (вторая передача); в) при соединении колес 2' и 2'' (третья передача);
г) при соединении колес 1" и V" (четвертая передача).
Известны числа зубьев колес и частота вращения вала I.
35
Таблица 3.9
Параметры |
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1' |
14 |
15 |
17 |
18 |
19 |
21 |
22 |
24 |
25 |
27 |
z1'' |
17 |
19 |
20 |
22 |
24 |
26 |
27 |
29 |
31 |
32 |
z1''' |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
z2 |
27 |
30 |
32 |
35 |
38 |
41 |
43 |
46 |
49 |
51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2' |
23 |
25 |
28 |
30 |
32 |
35 |
37 |
39 |
41 |
44 |
z2'' |
21 |
23 |
25 |
27 |
29 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
z2''' |
18 |
20 |
22 |
23 |
25 |
27 |
29 |
31 |
32 |
34 |
n1 , об/мин |
750 |
900 |
1450 |
900 |
750 |
2800 |
1450 |
900 |
750 |
1450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача № 3.10 |
|
|
|
|
В девятискоростной ступенчатой коробке передач (рис. 3.10) определить значения передаточных отношений при различных передачах и скорости вращения выходного вала Ш, если заданы числа зубьев колес и скорость вращения входного вала I.
Таблица 3.10
Параметры |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
24 |
25 |
26 |
27 |
|
29 |
30 |
32 |
30 |
25 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1' |
35 |
40 |
38 |
40 |
|
38 |
40 |
48 |
45 |
42 |
50 |
z1'' |
17 |
18 |
20 |
25 |
|
24 |
20 |
17 |
18 |
21 |
25 |
z2 |
42 |
43 |
41 |
50 |
|
48 |
58 |
55 |
53 |
52 |
70 |
z2' |
28 |
35 |
34 |
43 |
|
42 |
45 |
43 |
40 |
45 |
55 |
z2'' |
17 |
20 |
22 |
30 |
|
32 |
35 |
27 |
25 |
28 |
40 |
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z2''' |
35 |
42 |
40 |
45 |
46 |
55 |
58 |
52 |
49 |
65 |
z3 |
24 |
18 |
20 |
25 |
24 |
20 |
17 |
18 |
21 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z3' |
42 |
40 |
38 |
40 |
38 |
40 |
48 |
45 |
42 |
50 |
z3'' |
24 |
17 |
19 |
20 |
22 |
17 |
20 |
17 |
18 |
20 |
1 ,рад/с |
300 |
150 |
100 |
75 |
100 |
150 |
300 |
150 |
100 |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Расчет механических передач Задача №4
Указания к решению задачи.
Для решения задачи по заданным условиям необходимо ознакомиться с кинематическими и силовыми расчетами механических передач и подобрать электродвигатель.
Механическими передачами или просто передачами называются
механизмы, которые преобразуют параметры движения |
от двигателя к |
|
исполнительным органам машины. |
|
|
Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут |
||
выполнять одну или несколько из следующих функций: |
|
|
а) понижать (или повышать) частоту вращения, соответственно повышая |
||
(или понижая) вращающий момент; |
|
|
б) преобразовывать один вид движения в другой (вращательное в |
||
поступательное, равномерное в прерывистое и т.д.); |
|
|
в) |
регулировать частоту вращения рабочего органа машины; |
|
г) |
реверсировать движение (прямой и обратный ход); |
|
д) распределять энергию двигателя между несколькими исполни-тельными органами машины.
Классификация передач. В зависимости от принципа действия все механические передачи делят на две группы:
1)передачи зацеплением — зубчатые, червячные, цепные;
2)передачи трением — фрикционные, ременные.
Передачи трением имеют повышенную изнашиваемость рабочих поверхностей, так как в них неизбежно проскальзывание одного звена относительно другого.
В зависимости от способа соединения ведущего и ведомого звеньев различают:
а) передачи непосредственного контакта — зубчатые, червячные, фрикционные;
б) передачи гибкой связью — цепные, ременные. Передачи гибкой связью
37
допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами. Цилиндрические зубчатые передачи передают вращающий момент между
параллельными валами.
В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее
— колесом. Термин «зубчатое колесо» относят как к шестерне, так и к колесу. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, колеса — индекс 2.
Достоинства зубчатых передач.
1.Высокая надежность.
2.Малые габариты.
3.Большой ресурс.
4.Высокий КПД.
5.Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники.
6.Постоянство передаточного числа.
7.Простота обслуживания.
Недостатки.
1.Относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа.
2.Шум при больших скоростях.
Классификация. В зависимости от взаимного расположения геометрических
осей валов зубчатые передачи бывают: цилиндрические — при параллельных осях; конические — при пересекающихся осях; винтовые — при скрещивающихся осях.
Винтовые зубчатые передачи отличают повышенное скольжение в зацеплении и низкая нагрузочная способность, поэтому они имеют ограниченное применение.
Взависимости от взаимного расположения колес зубчатые передачи бывают внешнего и внутреннего зацепления.
Взависимости от конструктивного исполнения различают закрытые и открытые зубчатые передачи. Закрытые передачи помещены в пыле- и влагонепроницаемые корпуса и работают в масляной ванне (зубчатое колесо погружают в масло на глубину до 1/3 радиуса). В открытых передачах зубья колес работают всухую или при периодическом смазывании пластичным смазочным материалом и не защищены от влияния внешней среды.
Взависимости от числа ступеней зубчатые передачи бывают одно и многоступенчатые
Выбор параметров цилиндрических зубчатых передач обусловлен конструктивными и технологическими условиями.
Передаточное отношение U определяется соотношением угловых скоростей
(ω)или частот вращения (n) ведомого и ведущего колёс
U = ω1 / ω2 = n1 / n2=d2/d1=z2/Z1
Здесь и далее индексы 1 и 2 расставлены в порядке передачи механической энергии 1- ведущее (шестерня), 2- ведомое (колесо). Учитывая, что в зацепление входят колёса с одинаковым модулем (ГОСТ 9563-60), можно задавшись числом зубьев шестерни Z1 найти число зубьев колеса Z2 = U * Z1. Передаточное число U ограничено габаритами зубчатой передачи.38
Его рекомендуется принимать в диапазоне от 2 до 6. Нормальный ряд значений U стандартизирован в ГОСТ 2185-66.
Ширина колеса задаётся обычно коэффициентом ширины a= b / Aw , где: b – ширина венца; Aw – межосевое расстояние (ГОСТ 2185-66).
Порядок расчета закрытой прямозубой цилиндрической передачи.
1.Выбирается материал по таблице и расчитывается допускаемое контактное напряжение зубчатого колеса и допускаемое изгибное напряжение шестерни и зубчатого колеса.
2.Проектным расчетом определяется межосевое расстояние
aw 1 u 3 |
3102 T2 Кн |
|
|
. |
|
||||
|
||||
|
|
|
||
|
н 2 и 2 ba |
3. Модуль зацепления
m= (0,01...0,02) aw.
4.Суммарное число зубьев, число зубьев шестерни и зубчатого колеса
zc = 2*aw / m; z2 = zc -z1.
5. Геометрические параметры шестерни и зубчатого колеса d1; d2; df1; df2; da1; da2; b1; b2; aw,
b2 = ψbа. aw,
b1 = b2 + 5.
6. Проверочный расчет по контактным напряжениям
F·K H. (1+u) |
|
|
σн = |
436 |
|
[ σH] |
|
|
d 2 · b2 |
|
7. Проверочный расчет по изгибным напряжениям
Ft. YF |
.KF |
σF =------------- |
[ σF] |
b2.m |
|
39
Расчёт закрытой конической зубчатой передачи
Наибольшее применение в редукторостроении получили прямозубые конические колёса, у которых оси валов пересекаются под углом =90 (рис. 6.1.).
Рис.6.1.
Проектный расчёт. Основной габаритный размер передачи - делительный диаметр колеса по внешнему торцу - рассчитывают по формуле :
Eпр T2 K H up
de2 1,7 3 2
0,85 H 1 Kbe Kbe ,
где: Епр - приведённый модуль упругости, для стальных колёс Епр =Естали= =2,1 105 МПа;
T2 - вращающий момент на валу колеса, Н мм;
Kнβ - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине
зуба, определяют по графикам на рис.14.4. |
|
|
Здесь Кbe - коэффициент ширины зубчатого венца |
относительно |
|
внешнего конусного расстояния, Kbe bw |
Re . |
|
Рекомендуют принять Кbe 0,3. |
Меньшие значения назначают для |
|
неприрабатываемых зубчатых колёс, когда H1 и H2 > 350 HB или V > 15 м/с. |
||
Наиболее распространено в редукторостроении значение |
Кbe = 0,285, |
тогда предыдущее выражение для определения делительного диаметра по внешнему торцу колеса принимает вид
E•п р T2 KH up de2 2,9 3 0,85 H 2 ,
где: uр – расчетное передаточное число конической передачи.
Геометрический расчёт конической зубчатой передачи
Определяют диаметр шестерни по внешнему торцу
dl2p
dl1p up .
Число зубьев шестерни Z1/ назначают40 по рекомендациям.