Контрольные вопросы
1. От каких параметров передачи зависит выбор сечения ремня?
2. Почему всегда желательно по возможности увеличить диаметр меньшего шкива?
3. Как определить передаточное число ременной передачи?
4. Почему угол обхвата ремнем меньшего шкива ограничен нижним пределом?
5. Каким образом можно увеличить угол обхвата?
6. Для чего в ременной передаче предусматривается возможность регулирования в некоторых пределах межосевого расстояния?
7. Каким способом можно увеличить долговечность ремня?
8. Зачем необходимо предварительное натяжение ремней?
9. На каком участке ремень испытывает наибольшее напряжение?
2. Расчет редукторных передач
Цель занятия – освоить методику проектного и проверочного расчетов зубчатой (или червячной) передачи. Задача занятия – для заданного варианта одноступенчатого редуктора определить основные параметры зубчатой (цилиндрической или конической) или червячной передачи.
В примеры, которые приводятся ниже, не включены геометрические расчеты передач. Не указаны также особенности проектирования открытых цилиндрических передач [1, с. 30].
2.1. Общие сведения
Нагрузкой зубчатой (червячной) передачи
является вращающий момент на валу
ведомого колеса. При передаче момента
в зацеплении действуют нормальная сила
и сила трения, связанная со скольжением.
Под действием этих сил зуб находится в
сложном напряженно-деформированном
состоянии, причем при вращении колес
под нагрузкой отдельные точки их активных
поверхностей периодически нагружаются
и разгружаются, а напряжения в этих
точках изменяются. Решающее влияние на
работоспособность оказывают переменные
напряжения: контактные напряжения
и напряжения изгиба
.
Переменные напряжения являются причиной
усталостного разрушения зубьев: поломки
зубьев от напряжений изгиба и выкрашивания
поверхностей от контактных напряжений.
С контактными напряжениями и трением
в зацеплении связаны также износ,
заедание и другие виды повреждения
поверхностей зубьев.
В современной методике расчёта передач из двух напряжений и за основные приняты контактные напряжения, расчетом на контактную выносливость определяют габаритные размеры передач. Расчет на изгибную выносливость выполняется как проверочный.
Расчёт на прочность прямозубых и косозубых цилиндрических передач стандартизован. Некоторые упрощения, принятые в методических указаниях, мало влияют на результаты расчётов для большинства случаев практики
2.2. Пример расчета зубчатой цилиндрической передачи
Рассчитываем
косозубую передачу. Исходные данные
для расчета: передаточное число передачи
,
нагрузка нереверсивная, вращающий
момент на тихоходном валу
,
частота вращения быстроходного вала
.
Вращающий момент
определяется при кинематическом
расчете привода [1].
В качестве материала для обоих зубчатых
колес принимаем сталь 45, улучшенную для
шестерни (1) до твердости 269…302 НВ (среднее
значение
),
для колеса (2) до твердости 235…262 НВ
(среднее значение
)
[1, п. 3.1.1].
2.2.1. Определение допускаемых напряжений
При длительной эксплуатации передачи допускаемое контактное напряжение для шестерни и колеса
,
где
,
– пределы длительной контактной
выносливости [1, табл. 3.1],
- коэффициент запаса прочности с учетом
выбранной термообработки [1, с. 17]:
При расчете на контактную выносливость поверхностей зубьев из двух значений следует принять меньшее [1, с. 20], т.е.:
Отдельно для каждого из зубчатых колес
определяем допускаемые напряжения
изгиба по формуле:
,
где
– предел длительной
выносливости при изгибе для шестерни
и колеса [1, табл.3.1]:
,
- коэффициент запаса прочности. Таким
образом:
