Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
11033_КУРС_Теоретическая и прикладная механика_МП.docx
Скачиваний:
81
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.19 Mб
Скачать

4.2.3. Проверка зубьев колес на прочность по контактным напряжениям

Проверочный расчет выполняют для колеса, с меньшим допускаемым напряжением [σ Н]. Чаще это бывает колесо, а не шестерня [1, с.33].

, (4.39)

Коэффициент Н = 0,85 для прямозубых колес. Для колес с круговыми зубьями – значения Н принимают согласно данным [1, с. 27].

Результат расчета считается хорошим, если расчетное значение напряжений σН ≈ (0,9 …1,03)∙ [σН2]. (Перегрузка передачи до 3% считается допустимой). При несоблюдении этого условия изменяют диаметр колеса de2 .

4.2.4. Проверка зубьев колес на прочность по напряжениям изгиба

Расчет следует вести для того из колес, для которого отношение [F /YF] меньше, где YF – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений; определяется по приведённому числу зубьев ZV [1, с. 32-33] .

Таблица 16

Коэффициент формы зуба конических колес YF

Приведенное число зубьев конических колес

17

20

25

30

40

60

80

YF

4,30

4,08

3,91

3,80

3,70

3,62

3,60

3,59

, (4.40)

Если запас прочности по напряжениям изгиба превышает 20%, то это допустимо, т.к. нагрузочная способность большинства закрытых зубчатых передач ограничивается контактной прочностью зубьев [8, с. 159].

Поскольку основная причина разрушения зубьев закрытых передач – это усталостное поверхностное выкрашивание рабочих поверхностей, то запас прочности зубьев по напряжениям изгиба может быть и более 20%.

Если зуб перегружен более чем на 5%, то следует увеличить длину зуба или перейти к большему стандартному значению модуля, соответственно изменяя числа зубьев шестерни и колеса, после чего повторить проверочный расчет зубьев на изгиб. При этом внешнее конусное расстояние передачи и внешний делительный диаметр колеса не следует изменять, чтобы не нарушилась контактная прочность зубьев.

4.2.5. Определение фактической скорости в зацеплении

Скорость в зацеплении V, м/с

, (4.41)

где d1 – средний делительный диаметр шестерни, мм;

n1 – частота вращения вала шестерни, об/мин.

По скорости в зацеплении назначается степень точности изготовления зубчатых колес (см. раздел 4.1.2.)

4.3 Расчёт червячной передачи

Ниже рассмотрена методика расчета ортогональной червячной передачи с архимедовым червяком (в осевом сечении профиль витка трапецеидальный, а в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью).

4.3.1. Выбор материала червяка и червячного колеса

Для червяков применяют те же марки стали, что и для зубчатых колес (см. табл.8). Для передач, работающих с большими перерывами и редко испытывающих максимальные нагрузки, червяки изготавливают из среднеуглеродистых конструкционных сталей марок 45, 50 (или легированных сталей марок 40Х, 40ХН). Наиболее распространенный материал червяка – сталь 18ХГТ. Могут быть использованы для изготовления червяков стали 40Х, 35ХМ, 40ХН [2, с.107-108].

Требования к червячным парам осуществляют подбором материала червячного колеса или только его венца (в целях экономии цветного металла).

Материалы для зубчатых венцов червячных колёс условно можно свести в следующие три группы:

Группа I. Оловянистые бронзы, применяемые при скорости скольжения в зацеплении VS ≥ 5 м/с.

Группа II. Безоловянистые бронзы и латуни, применяемые при скорости скольжения в зацеплении VS = 2…5 м/с.

Группа III. Мягкие серые чугуны, применяемые при скорости скольжения в зацеплении VS < 2 м/с.

Предварительно скорость скольжения может быть определена [1, с. 34 ].

, (4.42)

где n1 - частота вращения вала червяка, об/мин; Т2 - крутящий момент на валу

червячного колеса, Н ∙м.

Таблица 17.

Механические характеристики материалов зубчатых венцов червячных колёс

Группа материала

Марка бронзы, чугуна

Способ отливки

σВ,

Н/мм2

σТ,

Н/мм2

VS , м/с

I

БрО10Н1Ф1

Ц

285

165

> 5

БрО10Ф

К

245

195

З

215

135

БрО5Ц5С5

К

200

90

З

145

80

II

БрA10Ж4Н4

Ц

700

460

2…5

К

650

430

БрA10Ж3МЦ1,5

К

550

360

З

450

300

БрA9Ж3Л

Ц

500

200

К

490

195

З

390

195

III

СЧ15

З

= 320МПа

= 360МПа

< 2

СЧ20

З

Примечание. Способы отливки: Ц - центробежный, К - в кокиль, 3 - в землю.