Детали машин и основы конструирования. Часть 2: Методические указания по решению задач (Раздел «Механические передачи»), страница 3

3.18. В результате измерения деталей червячной передачи, подлежащей восстановлению, определены следующие параметры: межосевое расстояние aw = 100 мм, число заходов червяка z1 = 1, число зубьев колеса z2 = 38 диаметр окружности вершин зубьев червяка da1 = 56 мм, червячного колеса da2 = 160 мм.

        Найти осевой модуль m, коэффициент смещения червячного колеса x, коэффициент диаметра червяка q и угол подъема винтовой линии червяка g.

        Решение. Особенность геометрии червячного зацепления состоит в совпадении  начальной и делительной окружности червячного колеса. Соответственно равны диаметры начальной и делительной окружности.

.

Диаметр делительной окружности червячного колеса определяем по измеренному значению диаметра вершин зубьев червячного колеса.

 или

.

        Последнее уравнение решаем относительно неизвестного модуля.

.

мм.

        Диаметр делительной окружности червяка d1 также определяем по измеренному значению диаметра вершин зубьев червяка.

.

        Из полученного уравнения находим неизвестное значение коэффициента диаметра червяка q.

.

        Межосевое расстояние в червячной передаче равно половине суммы диаметров начальных окружностей червячного колеса и червяка.

, отсюда

.

.

        Угол подъема винтовой линии на делительном цилиндре червяка

.

Ответ. m = 4 мм, x = 0, q= 12, g = 4,763640.

3.19. Составить схему сил, действующих в зацеплении червячной передачи. Определите значения составляющих нормального усилия в зацеплении червячной передачи с червяком ZA, если m = 4 мм,  z1 = 1,  z2 = 40, x= 0, q = 10, угол профиля червяка в осевом сечении a = 200, вращающий момент на валу колеса T2 = 200 Нм, КПД зацепления h = 0,7.

Ответ. Ft2 = Fx1 = 2500 Н, Ft1 = Fx2 = 357 Н, Fr1 = Fr2 = 910 Н.

3.20.  Составить расчетную схему и определите КПД зацепления h  червячной передачи, если число заходов червяка z1 = 2, коэффициент диаметра червяка q = 12, приведенный угол трения в зацеплении j’ = 20 30’.

Ответ. h = 0,79.

3.21. Определить скорости скольжения VSв зацеплении червячной передачи с червяком ZA при различных значениях коэффициента диаметра червяка q, если число заходов червяка z1 = 1, число зубьев червячного колеса z2 = 31, осевой модуль m = 3,15 мм, частота вращения червячного колеса n2 = 30 мин-1. Значения q принять равными 8, 10, 12,5, 16, 20.

Ответ. VS = 1,24; 1,54; 1,92; 2,46; 3,07 м/с.

3.22. Определить передаточное отношение привода i, состоящего из клиноременной передачи и двухступенчатого червячно-цилиндрического редуктора.

Параметры передач: ременная передача – d1 = 100 мм, d2 = 250 мм, коэффициент скольжения e = 0,029; червячная передача – m= 3 мм, z1 = 1, z2 = 31; цилиндрическая передача – z1 = 21, z2 = 50.

Ответ. i = 190.

3.23. При испытании ременной передачи были измерены угловые скорости ведущего и ведомого валов: ω1 = 100 с-1 и ω2 = 31 с-1. Диаметры шкивов: d1 = 200 мм,  d2 = 630 мм. Определить коэффициент скольжения e.

Ответ. e = 0,0235.

3.24. В плоскоременной передаче вращающий момент на ведущем шкиве T1 = 36 Нм, диаметры шкивов d1 = 200 мм, d2 = 400 мм, d3 = 120 мм, ширина и толщина ремня соответственно b60 и d =  4 мм. 

Определить наибольшее напряжение в сечении ремня, если напряжение в ремне от силы предварительного натяжения s0 = 2 МПа,  модуль упругости ремня E = 200 МПа

Влиянием центробежных сил допустимо пренебречь.

Решение. Окружная сила .

Н.

        При работе передачи  сила натяжения ведущей ветви F1 больше силы натяжения ведомой ветви ремня F2.

;     .

        Напряжения растяжения в сечении ведущей ветви ремня.

.

МПа.

МПа.

Принимая во внимание, что толщина ремня d много меньше диаметра малого шкива d3, определим наибольшие напряжения изгиба ремня для ведущей и ведомой ветвей.

При обхвате ремнем шкива 1 - .

МПа.

При обхвате ремнем шкива 3 - .

МПа.

Наибольшие напряжения в сечении ремня для ведущей ветви

, для ведомой

.

МПа.

МПа.

Ответ. Максимальные напряжения в сечении ремня s2max = 7,95 МПа  возникают на ведомой ветви ремня при обхвате ремнем шкива 3.

3.25. Мощность на ведущем шкиве клиноременной передачи P1 = 5 кВт, диаметр шкива d1 = 200 мм, частота вращения n1 = 1450 мин-1,  коэффициент тяги y  = 0,6.

Определить силы натяжения ведущей F1 и ведомой  F1 ветвей ремня.

Влиянием центробежных сил допускается пренебречь.

Ответ. F1 = 439 Н, F2 = 110 Н.

3.26. Определить дополнительное усилие натяжения ремня от действия центробежных сил FV для быстроходной плоскоременной передачи с устройством для автоматической регулировки натяжения ремня.

Принять d1 = 100 мм, d2 = 200 мм, ширину ремня b= 60 мм, толщину ремня d = 4 мм, плотность материала ремня r =1250 кг/м3, частоту вращения шкива 1 n1 = 2900 мин-1.

Ответ. FV  = 4,6 Н.


ЛИТЕРАТУРА

1.  Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. – М.: Высшая школа, 2008 – 408 с.

2.  Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989 – 496 с.