- •Конспекти лекцій
- •1.1. Загальні питання розрахунку і проектування деталей 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
- •Розрахунки деталей машин на міцність Оцінка міцності деталей при простих деформаціях
- •Зміна напружень у часі
- •Визначення граничних напружень
- •Допустимі напруження і коефіцієнти запасу міцності
- •1.2. Передачі. Загальні відомості та співвідношення Призначення механічних передач та їхня класифікація
- •Основні співвідношення для кінематичних параметрів і параметрів навантаження механічних передач
- •Вибір розрахункових навантажень механічних передач
- •1.3. Зубчасті передачі Застосування зубчастих передач та їхня класифікація
- •Основні параметри евольвентного зачеплення
- •Початковий контур зубчастих коліс
- •Коригування зубців циліндричних зубчастих передач
- •Порядок розрахунку параметрів циліндричних зубчастих передач зовнішнього зачеплення
- •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 Параметри прямо- та косозубих зубчастих передач
- •Розміри зубців та вінців зубчастих коліс
- •Заміна косозубих зубчастих коліс еквівалентними прямозубими
- •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 Особливості конічних зубчастих передач
- •Основні параметри конічної прямозубої 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
- •Циліндричні зубчасті передачі із зачепленням новікова Особливості передач із зачепленням Новікова
- •Параметри зубчастої передачі із зачепленням Новикова
- •Особливості розрахунків на міцність циліндричних передач Новікова
- •Гвинтові та гіпоїдні зубчасті передачі Загальні відомості
- •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
- •1.4. Черв'ячні передачі Загальні відомості та класифікація черв'ячних передач
- •Параметри черв'ячної передачі
- •Кінематика і точність виготовлення черв'ячних передач
- •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
- •Проектний розрахунок черв'ячної передачі
- •Розрахунок черв'яка на жорсткість
- •Ккд черв'ячної передачі та її тепловий розрахунок
- •Глобоїдні черв'ячні передачі
- •1.5. Ланцюгові передачі Загальні відомості та класифікація ланцюгових передач
- •Деталі ланцюгових передач
- •Зірочки ланцюгових передач
- •Пристрої для регулювання натягу ланцюга
- •Основні розрахункові параметри ланцюгових передач
- •Критерії роботоздатності та розрахунок ланцюгових передач
- •1.6. Фрикційні передачі та варіатори Загальні відомості та класифікація фрикційних передач
- •Явища ковзання у контакті котків фрикційної передачі
- •Матеріали та конструкції деталей фрикційних передач
- •Види руйнування котків і критерії їхнього розрахунку Допустимі контактні напруження та тиски
- •Розрахунок циліндричних фрикційних передач
- •Розрахунок конічних фрикційних передач
- •Фрикційні варіатори
- •1.7. 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
- •Розрахунок пасових передач на довговічність
- •Зубчасто-пасові передачі
- •1.8. Передачі гвинт – гайка Загальні відомості
- •Конструкції деталей передач гвинт – гайка
- •Розрахунок передач гвинт – гайка
- •Співвідношення між параметрами навантаження передачі та ккд
- •Приклад розрахунку передачі гвинт – гайка
- •Модуль 2 Вали, підшипники, муфти, пружні елементи і корпусні деталі
- •2.1. Вали та осі
- •Загальні відомості. Конструкції та матеріали осей і валів
- •Розрахункові схеми валів та осей. Критерії розрахунку
- •Розрахунок осей на міцність і стійкість проти втомного руйнування
- •Розрахунок валів на статичну міцність
- •Розрахунок валів на втомну міцність
- •Розрахунок валів на жорсткість
- •Розрахунок валів для запобігання поперечним коливанням
- •Проектний розрахунок валів та їхнє конструювання
- •2.2. Підшипники Загальні відомості про підшипники кочення
- •Класифікація, матеріали деталей і точність підшипників кочення
- •Монтаж, змащування та ущільнення підшипників кочення
- •Навантаження на тіла кочення. Види руйнувань і критерії розрахунку підшипників кочення
- •Підбір підшипників кочення за статичною та динамічною вантажністю
- •Розрахункове еквівалентне навантаження на підшипники кочення
- •Рекомендації щодо вибору підшипників кочення
- •Загальні відомості про підшипники ковзання
- •Конструкції та матеріали підшипників ковзання
- •Змащування підшипників ковзання
- •Роботоздатність і режим рідинного тертя у підшипниках ковзання
- •Розрахунки підшипників ковзання
- •Деякі спеціальні підшипники ковзання
- •Напрямні прямолінійного руху Області застосування та конструкції напрямних
- •Основи розрахунку напрямних прямолінійного руху
- •2.3. Муфти Загальні відомості та класифікація муфт
- •Некеровані муфти
- •Керовані муфти
- •Самокеровані та комбіновані муфти
- •Модуль 3. З'єднання. Система автоматизованого проектування (сапр). Шляхи розвитку конструкцій деталей машин з'єднання Загальні відомості
- •Різьбові з'єднання
- •Кріпильні різьби та їхні основні параметри
- •Кріпильні різьбові деталі, їхні конструкції та матеріали
- •Стопоріння різьбових з'єднань
- •Елементи теорії гвинтової пари
- •Розрахунок витків різьби на міцність
- •Розрахунок на міцність стержня болта (гвинта) для різних випадків навантаження з'єднання
- •З'єднання затягнутим болтом без зовнішнього навантаження
- •Болтове з'єднання деталей, що навантажені силами зсуву
- •Розрахунок групових болтових з'єднань
- •Клемові, або фрикційно-гвинтові, з'єднання
- •Допустимі напруження та запаси міцності при розрахунках різьбових з'єднань
- •3.2. Шпонкові, шліцьові та профільні з'єднання шпонкові з'єднання Основні види шпонкових з'єднань та область їхнього застосування
- •Розрахунок ненапружених шпонкових з'єднань
- •Розрахунок напружених шпонкових з'єднань
- •Шліцеві (зубчасті) з'єднання Основні типи зубчастих з'єднань і області їхнього використання
- •Розрахунок зубчастих з'єднань
- •Профільні з'єднання
- •Пресові з'єднання Загальні відомості
- •Деякі питання технології складання пресових з'єднань
- •Розрахунок пресових з'єднань
- •3.3. Зварні з'єднання Особливості з'єднання деталей зварюванням і характеристика з'єднань
- •Види зварних з'єднань і типи зварних швів
- •Розрахунок зварних з'єднань на міцність
- •Розрахунок таврових з'єднань
- •Допустимі напруження для зварних з'єднань
Параметри зубчастої передачі із зачепленням Новикова
Для циліндричних зубчастих передач Новікова з однією та двома лініями зачеплення модулі у нормальному перерізі зубців стандартизовані. Кути нахилу зубців беруть: β = 10...25° – для косозубих і β = 25...35° – для шевронних передач Новікова.
Розміри елементів зубців визначаються параметрами стандартного початкового контура. В передачах з двома лініями зачеплення (доза– полюсних) зубці повинні відповідати початковому контуру за ГОСТ (рис. 25.2), область застосування якого обмежується значенням модуля m ≤ 16 мм, коловою швидкістю коліс v ≤ 20 м/с та твердістю зубців Н ≤ 320 НВ.
Згідно зі стандартом беруть такі параметри початкового контура:
αn = 27°; h'a = 0,9; с* = 0,15; ρa* = 1,147...1,150; ρf* = 1,307... 1,252.
Розрахунок циліндричних передач Новікова виконують на основі ГОСТa. Формули для визначення основних розмірів зубчастих коліс записують у такому вигляді:
ділильні діаметри d1 = mz1 /cos β; d2 = mz2 /cos β;
діаметри вершин зубців dal=d1 + 2h'am; da2 = d2 + 2h'am;
діаметри впадин df1 = dl – 2 (h'a + c*) m; df2 = d2 – 2(h'a + c*)tn;
осьовий крок зубців Px = πm / sin β;
відношення ширини вінця колеса до осьового кроку зубців (для передач редукторів загального призначення)
b2/РХ = 1,25... 1,35;
ширина вінця шестірні b1 = b2 + (0,4. . .1,5)m;
міжосьова відстань а = 0,5m (z1 + z2) /соs β.
Число зубців шестірні вибирають у межах z1 = 12...25, до того ж рекомендують брати z1 більшим для високих колових швидкостей. Число зубців колеса відповідно підраховують за формулою z2 = u z1.
Особливості розрахунків на міцність циліндричних передач Новікова
Як було зазначено вище, контакт зубців у передачах Новікова здійснюється по деякій поверхні завдяки дотиканню випуклої та угнутої поверхні зубців із великими і близькими за значенням радіусами кривини. Розміри поверхні контакту збільшуються за рахунок припрацьовування зубців. Тому у передачах Новікова рекомендують для виготовлення зубчастих коліс використовувати матеріали, які здатні припрацьовуватись. На практиці найчастіше застосовують сталеві зубчасті колеса з твердістю Н ≤ 320 НВ.
Незважаючи на поверхневий контакт зубців, руйнування їхніх активних поверхонь проявляється у вигляді втомного викришування. Контактна теорія Герца до зубців передач Новікова застосовується умовно. За цією теорією розроблені методи розрахунку зубців на втому їхніх активних поверхонь із урахуванням деяких коректуючих коефіцієнтів.
Крім розрахунків на контактну втому, для зубців передач Новікова треба виконувати розрахунки на втому при згині Особливості геометрії зубців у розрахункових формулах враховують відповідними коефіцієнтами.
Формули для розрахунків на міцність косозубих циліндричних передач Новікова, форма зубців яких відповідає початковому контуру на ГОСТ 15023-76 (дозаполюсне зачеплення), а відношення b2 / Px = 1,25...1,35.
Перевірний розрахунок за умовою стійкості активних поверхонь зубців проти втомного викришування ведуть за формулою [22]
σH = ZM Zβ Zk [2Т1 /(d12m))] (Кнα Кнv /Кε) (u + 1)/u ≤ [σ]н. (25.9)
У цій формулі маємо такі розрахункові коефіцієнти:
ZM = 275 (МПа)1/2 – коефіцієнт, що враховує механічні властивості сталевих зубчастих коліс;
Zβ = 0,01β + 0,2 – коефіцієнт кута нахилу зубців;
Zk = 0,8 – коефіцієнт довжини умовної лінії контакту по висоті зубця;
Кнα = 1 + 0,63 – коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження між головкою та ніжкою зубця;
Кнv – коефіцієнт динамічного навантаження, який можна брати таким же, як і для евольвентних циліндричних передач (див. табл. 23.4);
Кε – 2,15 – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по поверхнях контакту зубців.
Розрахунок зубців передач Новікова на втому при згині можна виконати за такою умовою:
σF = YFYβYk [2T1/(m3z1)] (KFαKFv/Kε) ≤ [σ]F, (25.10)
Тут слід вибрати такі значення розрахункових коефіцієнтів:
YF – коефіцієнт форми зубців, який беруть залежно від еквівалентного числа зубців zv = z/cos3 β за табл. 25.2;
Yβ = 0,006 β – коефіцієнт нахилу зубців;
Yk ≈ 0,5 – коефіцієнт переміщення контакту вздовж зубців;
KFα = І + 0,76– коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження при згині між головкою та ніжкою зубця;
KFv – коефіцієнт динамічного навантаження (див. табл. 23.4).
При виконанні проектного розрахунку циліндричної передачі Новікова наближене значення ділильного діаметра шестірні визначають за формулою, добутою з умови (25.9) при усереднених значеннях розрахункових коефіцієнтів: . (25.11)
Тут обертовий момент на ведучому валу передачі T1 у ньютон–метрах (Н·м); [σ]H – у мегапаскалях (МПа); d1min – у міліметрах (мм), а число зубців шестірні z1 вибирають згідно з рекомендаціями 25.2.
Допустимі напруження контактне [σ]H та згину [σ]F для зубців циліндричних передач Новікова визначають за такою ж методикою, як і для евольвентних зубчастих передач.
Сили, що виникають у зачепленні циліндричної передачі Новікова і передаються на вали та їхні опори, можна обчислити за формулами (23.15), (23.16) та (23.17) для циліндричних евольвентних передач за умови, що кут профілю зубців αn = 27°. При визначенні сил реакцій опор валів слід мати на увазі їхню циклічну зміну, оскільки зона контакту зубців у передачах Новікова переміщається від одного торця коліс до другого.
Порівнюючи габаритні розміри (наприклад, міжосьвву відстань) косозубої циліндричної передачі та циліндричної передачі Новікова, зазначимо, що міжосьова відстань передачі Новікова в 1,34 раза менша для тих самих параметрів навантаження.