Методические указания по расчету закрытых и открытых цилиндрических эвольвентных передач

Министерство образования и науки  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

 высшего профессионального образования

 «Оренбургский государственный университет»

Кафедра деталей машин и прикладной механики

,  ,

ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ

Методические указания  по  расчету закрытых и открытых  цилиндрических эвольвентных передач для студентов

инженерно-технических Специальностей в курсовых и дипломных проектах

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом

государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2005

ББК  34.445 я7

К56

УДК 621.833.1(07)

Рецензент

          кандидат технических наук, доцент

Передачи зубчатые цилиндрические: Методические указания по расчету закрытых и открытых цилиндрических эвольвентных передач для студентов инженерно-технических специальностей в курсовых и дипломных проектах. – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. – 45 с.  

Методические указания переработаны на основе   ГОСТ 21354-87 «Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность» и предназначены в помощь студентам инженерно-технических специальностей ГОУ ОГУ при расчете закрытых и открытых зубчатых цилиндрических передач в курсовых и дипломных проектах и работах.

                                                                                                                ББК  34.445 я7

Ó Ковалевский В.П., 2005

Ó Решетов С.Ю., 2005                                                                                       

Ó Сейтпанов С.Т., 2005

                                        Содержание                                                      с.

1 Введение………………………………………………………………………….                                                                                                                     4

2 Порядок проектирования закрытой цилиндрической передачи……………...                                                                                                                    4

2.1 Исходные данные………………………………………………………………                                                                                                                    4

2.2 Выбор материала зубчатых колес…………………………………………….                                                                                                                    5

2.3 Режимы работы передачи……………………………………………………...                                                                                                                    7

2.4 Число циклов перемены напряжений…………………………………………                                                                                                                    8

2.5 Допускаемые контактные и  изгибные  напряжения ……………………….                                                                                                                    9

2.6 Допускаемые предельные напряжения при проверке прочности передачи при действии кратковременной пиковой нагрузки……………...                                                                                                          13

2.7 Коэффициенты, применяемые при расчете передачи на выносливость….                                                                                                                   13

2.8 Проектный расчет закрытой цилиндрической передачи…………………...                                                                                                                  20

2.9 Уточнение расчетных параметров передачи………………………………..                                                                                                                  22

2.10 Проверка зубьев на изгибную выносливость……………………………...                                                                                                                  23

2.11 Основные геометрические размеры зубчатых колес……………………...                                                                                                                  25

2.12 Силы, действующие в зацеплении………………………………………….                                                                                                                  26 

2.13 Проверка передачи на кратковременную пиковую нагрузку…………….                                                                                                                  26

2.14 Особенности расчета соосных редукторов………………………………...                                                                                                                  27

3 Особенности проектирования открытой цилиндрической  передачи……….                                                                                                                  27

3.1Общие положения…………………………………………………………….                                                                                                        27

3.2 Проектный расчет открытой цилиндрической передачи…………………..                                                                                                          28

3.3 Расчетные напряжения изгиба……………………………………………….                                                                                                                  30

3.4 Проверка передачи на кратковременную пиковую нагрузку……………...                                                                                                                  30

3.5 Основные геометрические размеры колес…………………………………..                                                                                                                  31

3.6 Силы, действующие в зацеплении…………………………………………..                                                                                                                   31

4 Пример расчета закрытой цилиндрической  передачи……………………….                                                                                                            32

4.1 Исходные данные для расчета………………………………………………..                                                                                                                  32

4.2 Выбор материалов зубчатых колес передачи и определение

      допускаемых напряжений…………………………………………………….                                                                                                                  33

4.3  Определение основных параметров передачи………………………………   36

4.4  Уточнение расчетных параметров передачи и проверочный расчет на контактную прочность зубьев…………………………………….                                                                                                          38

4.5  Проверка зубьев на изгибную выносливость……………………………….   39

4.6  Основные геометрические размеры колес…………………………………..   40

4.7  Силы, действующие в зацеплении…………………………………………...                                                                                                             40

4.8  Проверка передачи на кратковременную пиковую нагрузку……………...                                                                                                             40

5  Пример расчета открытой цилиндрической передачи……………………...                     41

5.1 Исходные данные……………………………………………………………..                          41

5.2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений……………..                          41

5.3  Определение основных параметров передачи………………………………               43

5.4  Проверочный  расчет передачи по напряжениям изгиба…………………..               44

5.5  Проверка передачи на кратковременную пиковую нагрузку……………...                    44

5.6  Основные геометрические размеры передачи……………………………… 44

5.7 Силы, действующие в зацеплении..…………………………………….……

Цилиндрические зубчатые передачи применяют при необходимости передачи вращающего момента между валами, оси которых параллельны и составляют наиболее распространенную группу механических передач. Они обладают следующими достоинствами: малыми габаритами, высоким КПД, большой надежностью в работе, постоянством передаточного числа из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне моментов, скоростей и передаточных отношений.

Наибольшее распространение в редукторах имеет цилиндрическая передача с косыми зубьями, так как, по сравнению с прямозубой передачей, обладает большей нагрузочной способностью и плавностью хода, ее легче вписать в заданное межосевое расстояние благодаря изменению угла наклона зубьев при постоянном модуле зацепления. Цилиндрические передачи с прямыми зубьями в редукторах применяются реже: в основном в передачах коробок скоростей, где переключение скоростей осуществляется осевым перемещением зубчатых колес, в передачах с внутренним зацеплением, в мало- и средненагруженных передачах редукторов  при  окружных скоростях колес до 5 м/с, с целью упрощения конструкции подшипниковых узлов. В высоконагруженных передаточных механизмах с цилиндрическими передачами могут применяться шевронные колеса и многопоточные передачи (чаще всего передачи с раздвоенным потоком мощности). Открытые цилиндрические передачи в подавляющем большинстве случаев изготавливают с прямыми зубьями.

Данные  методические      указания  разработаны  в  соответствии  с ГОСТ 21354-87 и предназначены в помощь студентам механических специальностей для выполнения проектного и проверочного расчетов закрытых цилиндрических передач с прямыми,  косыми и шевронными зубьями, а также и открытых цилиндрических передач. В данных указаниях приведены справочные данные, которые необходимы при выполнении расчетов, и даны примеры расчетов  цилиндрической зубчатой передачи редуктора и открытой цилиндрической зубчатой передачи.

2 Порядок проектирования закрытой цилиндрической передачи

2.1 Исходные данные

В качестве исходных данных выбирают значения мощностей, вращающих моментов, частот вращения на валах шестерни (ведущего звена в передаче) и колеса  (ведомого звена в передаче) с учетом порядковых номеров валов привода, на котором находятся шестерня и колесо, принятых в кинематическом расчете.

Для простоты изложения материала в данных методических указаниях