6.2. Коническая зубчатая передача
Проверку прочности зубьев на выносливость по напряжениям изгиба выполняют по формуле
,
где F
-
окружное усилие, Н
F
,
К - коэффициент нагрузки
К
,
где К - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии
К
- при твёрдости зубьев
НВ 350,
К
- при твёрдости > НВ 350;
К
- динамический коэффициент, определяемый
в зависимости от окружной скорости
колёс
по формуле
К
;
Y - коэффициент формы зуба; вычисляется в зависимости от эквивалентного числа зубьев Z
Y ,
где Z
.
Как и для цилиндрических зубчатых передач расчёт следует выполнить для того из колёс, для которого отношение меньше. Проверить условие прочности.
6.3. Червячная передача
Для червячных передач расчёт на выносливость по напряжениям изгиба производят только для зубьев червячного колеса (зубья червячного колеса обладают меньшей прочностью, чем витки червяка)
;
где К - коэффициент нагрузки; при постоянной нагрузке и 7-й степени точности изготовления передачи -
K = KH;
Y - коэффициент формы зуба, выбирается по табл. 6.1, в зависимости от эквивалентного числа зубьев червячного колеса:
Z
;
Таблица 6.1
Z |
28 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
65 |
80 |
100 |
YF |
2,43 |
2,41 |
2,32 |
2,27 |
2,22 |
2,19 |
2,12 |
2,09 |
2,08 |
- коэффициент, учитывающий
ослабление зубьев в результате износа:
=1,0 – для закрытых передач,
=1,5 – для открытых передач.
Проверить условие прочности, для чего сравнить расчётные напряжения изгиба с допускаемыми.
7. Расчёт конструктивных элементов зубчатых (червячных) колёс
Зубчатые колёса состоят из обода, несущего зубья, ступицы, насаживаемой на вал и диска, соединяющего обод со ступицей.
Червячные колёса изготавливают обычно составными: венец – бронзовый, центр – чугунный или стальной.
Диаметр отверстия в ступице зубчатого (червячного) колеса, для установки его на валу, вычислить по формуле
d
,
мм;
где T - крутящий момент на ведомом валу, Н∙мм;
-
допускаемое напряжение кручения, МПа.
Принять =10…15 МПа
Полученное значение d округлить до ближайшего большего значения из стандартного ряда (ГОСТ 6636-69):
…20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100…
Для передачи крутящего момента и предотвращения проворачивания зубчатого (червячного) колеса относительно вала их соединение осуществляется при помощи призматической шпонки.
Размеры поперечного сечения шпонки, необходимые для определения размеров шпоночного паза в ступице зубчатого (червячного) колеса, выбираются по d (ГОСТ 23360-78).
Р
асчёт
размеров конструктивных элементов
колёс, представленных на рисунке 7.1,
выполнить по выражениям, приведенным
в табл. 7.1.
Рис. 7.1
Таблица 7.1
№ п/п. |
ПАРАМЕТР |
ФОРМУЛА |
1 |
Диаметр ступицы |
d |
2 |
Длина ступицы |
l |
3 |
Толщина обода цилиндрических колёс |
|
4 |
То же конических колёс |
|
5 |
То же червячных колёс |
|
6 |
Толщина диска цилиндрических зубчатых и червячных колёс |
C=0,2…0,3 |
7 |
То же конических колёс |
C=0,1…0,17Re |
8 |
Диаметр центровой окружности |
D |
9 |
Диаметр отверстий |
d |
=1,6d
Рабочие чертежи цилиндрического и конического зубчатых колёс (ГОСТ 2. 403-75) и червячного колеса (ГОСТ 2. 406-76) приведены на рис. 10.11, 10.12 и 10.14 (2, с. 236 и 238).
Рекомендуемая литература
Гузенков П. Г. Детали машин: Учеб. для вузов – 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986 – 359с.:ил.
Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов/ С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987 – 416с.
Куклин Н. Г., Куклина Г. С. Детали машин: Учеб. для техникумов – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1984 – 255с.
Приложение
Варианты заданий для РГЗ по ТММ и ДМ
Вариант |
Схема передачи |
Располож. зубьев на колесе |
Р , кВт. |
n , об/мин. |
u |
t, тыс.час |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
1 |
прямое |
4.0 |
110 |
4 |
10 |
2 |
1 |
косое |
10,6 |
515 |
2,5 |
11 |
3 |
2 |
- |
2,5 |
900 |
1,8 |
12 |
4 |
3 |
- |
2,5 |
430 |
10 |
13 |
5 |
1 |
прямое |
4,5 |
560 |
2,8 |
14 |
6 |
1 |
косое |
3,7 |
150 |
2 |
15 |
7 |
2 |
- |
9,3 |
690 |
2 |
16 |
8 |
3 |
- |
3,2 |
500 |
22,5 |
10 |
9 |
1 |
прямое |
5,0 |
890 |
4 |
18 |
10 |
1 |
косое |
6.2 |
315 |
3,55 |
19 |
11 |
2 |
- |
3,0 |
750 |
4 |
20 |
12 |
3 |
- |
2,2 |
730 |
50 |
11 |
13 |
1 |
прямое |
5,5 |
410 |
2,8 |
22 |
14 |
1 |
косое |
12,4 |
1020 |
6,3 |
23 |
15 |
2 |
- |
12,0 |
500 |
3,55 |
24 |
16 |
3 |
- |
3,3 |
400 |
12,5 |
15 |
17 |
1 |
прямое |
5,7 |
590 |
4,5 |
25 |
18 |
1 |
косое |
2,0 |
300 |
7,1 |
11 |
19 |
2 |
- |
1,7 |
900 |
3 |
12 |
20 |
3 |
- |
4,5 |
690 |
25 |
13 |
21 |
1 |
прямое |
5,2 |
660 |
3,15 |
14 |
22 |
1 |
косое |
4,3 |
500 |
2,8 |
15 |
23 |
2 |
- |
10,7 |
350 |
2,8 |
16 |
24 |
3 |
- |
2,7 |
775 |
36 |
17 |
25 |
1 |
прямое |
6,0 |
575 |
3,15 |
18 |
26 |
1 |
косое |
8,1 |
900 |
5,6 |
19 |
27 |
2 |
- |
14,8 |
800 |
2 |
20 |
28 |
3 |
- |
4,0 |
550 |
9 |
12 |
29 |
1 |
прямое |
6,3 |
320 |
4 |
22 |
30 |
1 |
косое |
13,4 |
680 |
4 |
21 |
31 |
2 |
- |
2,3 |
700 |
1,8 |
24 |
32 |
3 |
- |
1,2 |
885 |
45 |
14 |
33 |
1 |
прямое |
6,5 |
475 |
3,55 |
25 |
34 |
1 |
косое |
1,7 |
970 |
3,55 |
10 |
35 |
2 |
- |
4,9 |
300 |
4 |
11 |
36 |
3 |
- |
9,7 |
970 |
8 |
12 |
37 |
1 |
прямое |
6,8 |
375 |
2,5 |
13 |
38 |
1 |
косое |
3,2 |
410 |
5,6 |
14 |
Продолжение приложения |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
39 |
2 |
- |
7,3 |
160 |
3,55 |
15 |
40 |
3 |
- |
7,2 |
920 |
20 |
13 |
41 |
1 |
прямое |
7,0 |
525 |
5 |
16 |
42 |
1 |
косое |
6,9 |
390 |
3,15 |
17 |
43 |
2 |
- |
12,8 |
700 |
3 |
18 |
44 |
3 |
- |
7,7 |
1640 |
71 |
14 |
45 |
1 |
прямое |
7,2 |
160 |
3,15 |
19 |
46 |
1 |
косое |
11,1 |
170 |
7,1 |
20 |
47 |
2 |
- |
2,9 |
260 |
2,8 |
21 |
48 |
3 |
- |
6,0 |
1220 |
16 |
15 |
49 |
1 |
прямое |
7,4 |
675 |
2,5 |
22 |
50 |
1 |
косое |
2,5 |
890 |
7,1 |
23 |
51 |
2 |
- |
4,5 |
480 |
2,5 |
24 |
52 |
3 |
- |
8,0 |
1910 |
25 |
10 |
53 |
1 |
прямое |
7,6 |
380 |
2 |
25 |
54 |
1 |
косое |
5,8 |
690 |
4 |
10 |
55 |
2 |
- |
6,9 |
400 |
3,15 |
11 |
56 |
3 |
- |
6,6 |
1470 |
40 |
11 |
57 |
1 |
прямое |
8,0 |
910 |
3,15 |
12 |
58 |
1 |
косое |
10,7 |
325 |
3,15 |
13 |
59 |
2 |
- |
14,2 |
1550 |
1,8 |
14 |
60 |
3 |
- |
4,8 |
350 |
11,2 |
12 |
61 |
1 |
прямое |
8,2 |
225 |
5,6 |
15 |
62 |
1 |
косое |
12,1 |
510 |
2 |
16 |
63 |
2 |
- |
2 |
340 |
4 |
17 |
64 |
3 |
- |
10,5 |
1400 |
32 |
13 |
65 |
1 |
прямое |
8,5 |
490 |
4 |
18 |
66 |
1 |
косое |
1,4 |
115 |
6,3 |
19 |
67 |
2 |
- |
3,3 |
710 |
3,55 |
20 |
68 |
3 |
- |
5,4 |
490 |
18 |
14 |
69 |
1 |
прямое |
9,0 |
400 |
2,5 |
21 |
70 |
1 |
косое |
4,2 |
550 |
3,15 |
22 |
71 |
2 |
- |
9,8 |
850 |
3,15 |
23 |
72 |
3 |
- |
5,7 |
825 |
10 |
15 |
73 |
1 |
прямое |
9,2 |
775 |
6,3 |
24 |
74 |
1 |
косое |
6,1 |
570 |
4 |
25 |
75 |
2 |
- |
11,8 |
1050 |
3 |
23 |
76 |
3 |
- |
6,7 |
950 |
14 |
10 |
77 |
1 |
прямое |
9,7 |
130 |
2,5 |
22 |
78 |
1 |
косое |
13,1 |
1300 |
3,55 |
21 |
79 |
2 |
- |
1,5 |
1000 |
2,8 |
20 |
80 |
3 |
- |
4,2 |
1220 |
36 |
11 |
Продолжение приложения |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
81 |
1 |
прямое |
10,0 |
520 |
3,15 |
19 |
82 |
1 |
косое |
2,6 |
450 |
5,6 |
18 |
83 |
2 |
- |
3,6 |
200 |
2,5 |
17 |
84 |
3 |
- |
12,0 |
970 |
9 |
12 |
85 |
1 |
прямое |
11,0 |
180 |
7,1 |
16 |
86 |
1 |
косое |
4,9 |
280 |
3,55 |
15 |
87 |
2 |
- |
7,7 |
350 |
2 |
14 |
88 |
3 |
- |
10,0 |
1320 |
22,5 |
13 |
89 |
1 |
прямое |
11,5 |
875 |
6,3 |
10 |
90 |
1 |
косое |
9,1 |
430 |
6,3 |
11 |
91 |
2 |
- |
2,6 |
400 |
1,8 |
12 |
92 |
3 |
- |
5,5 |
1030 |
50 |
14 |
93 |
1 |
прямое |
12,0 |
550 |
6,3 |
13 |
94 |
1 |
косое |
12,8 |
730 |
5,0 |
16 |
95 |
2 |
- |
13,8 |
850 |
4,0 |
18 |
96 |
3 |
- |
7,0 |
930 |
12,5 |
15 |
97 |
1 |
прямое |
12,5 |
1050 |
5,0 |
20 |
98 |
1 |
косое |
2,9 |
270 |
2 |
19 |
99 |
2 |
- |
5,8 |
1650 |
3,55 |
21 |
100 |
3 |
- |
9,2 |
1150 |
28 |
10 |
