Машиностроение \ Детали машин

Циліндричні зубчасті передачі. Матеріали, конструкція циліндричних зубчастих коліс і методи утворення зубців, страница 6

Чавунні зубчасті колеса незалежно від їх розмірів виготовляють відливкою з наступною механічною обробкою.

Неметалічні зубчасті колеса виготовляють цільними або складеними.

Методи утворення зубців можна розділити на дві основні групи: накатування і нарізання (крім того, іноді виготовляють колеса з литими зубцями).

Накатування зубців стальних коліс виконується накатним інструментом шляхом пластичної деформації вінця колеса.

Нарізання зубців виконують методом копіювання і методом обкочування. Найбільш продуктивним методом нарізання зубців є фрезерування черв’ячною фрезою.

Приклад 9.1  Провести розрахунок циліндричної прямозубої передачі, якщо задані потужність, що передається  кВт, кутова швидкість ведучого валу рад/с, передаточне число . Колеса стальні, передача закрита нереверсивна.

Рішення:

  1. Кутова швидкість тихохідного валу при

рад/с.

  1. Виберемо матеріал шестірні і колеса (згідно таблиці). Матеріал шестірні - сталь50 (МПа, МПа; МПа); матеріал колеса - сталь Ст5 (МПа, МПа; МПа).

Обрані матеріали мають зазначені механічні характеристики в нормалізованому стані при твердості <НВ350 (приблизно НВ180 - НВ210 для шестірні і НВ160 - НВ185 для колеса). При поліпшенні або загартуванні механічні характеристики будуть вище. 

Поліпшена сталь має твердість (у залежності від марки) НВ250 – НВ300 і піддається обробці різанням. При загартуванні (за виключенням поверхневого загартування струмами високої частоти) зубчастих коліс до твердості >НВ350 вони звичайно настільки деформуються, що для одержання необхідної точності профілю зубці приходиться шліфувати.

Таким чином, там, де відсутня можливість шліфування зубів, варто обмежитися матеріалами з твердістю < НВ300 - НВ320.

  1. Допустимі контактні напруження для колеса

= 2,75НВ = 2,75×160 = 440 МПа.

  1. Коефіцієнт ширини вінця колеса  приймаємо рівним 0,2 (за таблицею).
  2. Попередньо задаємося коефіцієнтом навантаження: .
  3. Обчислюємо розрахункове навантаження:

Н×м.

  1. Необхідна міжосьова відстань

мм.

  1. Ширина вінців коліс

мм.

  1. Модулем зачеплення задаємося по співвідношенню

мм.

Приймаємо   стандартне   значення   модуля  мм.

  1. Визначаємо сумарне число зубців передачі і числа зубів коліс:

;

;

.

  1. Уточнюємо міжосьову відстань

мм.

Оскільки бажано, щоб виражалося цілим числом, то збільшимо  до 40. Тоді

і

мм.

  1. Порівнюємо міцність на вигин зубців:

шестірні

МПа;

колеса

МПа.

В обох випадках прийняте ; , а  і  обрані за таблицею.

Таким чином, зубці шестірні виявилися міцніші зубців колеса. Тому подальший розрахунок ведемо для зубців колеса.

  1. Робимо перевірочний розрахунок зубчастої передачі. Окружна   швидкість

мм/с м/с.

Уточнюємо за таблицею коефіцієнт  прийнявши для окружної швидкості = 4,8 м/с 8-у ступінь точності зачеплення: .

Коефіцієнт  (згідно таблиці) для постійного за величиною навантаження при симетричному розташуванні коліс щодо опор і відношенні

складе ( - допоміжний коефіцієнт, вибирається за таблицею)

і, таким чином, коефіцієнт навантаження , що перевищує раніше прийняте значення 1,3.

13.1  Перевірка на контактну міцність

МПаМПа.

Оскільки  перевищує  приблизно на 1,5%, то контактну міцність можна вважати достатньою.

13.2  Перевірка зубців колеса на згинання:

МПаМПа.

Отриманий результат підтверджує, що в зубцях, коліс зі сталі з твердістю <НВ350, розрахованих на контактну міцність, напруження вигину значно  нижче допустимих.

14.  Основні розміри шестірні і колеса:

== 3,0×40 = 120 мм;

== 3,0×80 = 240 мм;

 120 + 2×3,0 = 126 мм;

 240 + 2×3,0 = 246 мм;

= 120 - 2,5×3,0 = 112,5 мм;

= 240 - 2,5×3,0 = 232,5 мм.

Питання для самоперевірки

  1. З’ясуйте, яка частина колеса називається вінцем
  2. Поясніть, що називається окружним ділильним шагом
  3. Поясніть, що називають коефіцієнтом міцності за місцевими напруженнями
  4. З’ясуйте, які види розрахунків проводять при проектування циліндричних передач
  5. Поясніть, від чого залежать контактні напруження
  6. Наведіть переваги та недоліки циліндричних косозубих передач у порівнянні з прямозубими
  7. З’ясуйте для чого застосовують шевронні колеса
  8. Поясніть, від чого залежить конструкція зубчастих коліс
  9. Наведіть методи утворення зубців
Скачать файл