Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2
DESCRIPTION
Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2. «Проектировочный расчет закрытой зубчатой передачи». 1. Выбор материала для шестерни и зубчатого колеса редуктора. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/1.jpg)
Домашнее задание по Домашнее задание по курсу «Детали курсу «Детали
машин» №2машин» №2
«Проектировочный «Проектировочный расчет закрытой расчет закрытой
зубчатой передачи»зубчатой передачи»
![Page 2: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/2.jpg)
1. Выбор материала для шестерни и зубчатого 1. Выбор материала для шестерни и зубчатого колеса редуктораколеса редуктора
Материалы и термообработку назначают в соответствии со стандартами по таблицам.
Нагружение шестерни больше, чем у зубчатого Нагружение шестерни больше, чем у зубчатого колеса,колеса, т.к. число циклов нагружений зубьев шестерни больше, чем у колеса, поэтому твердость шестерни должна быть выше твердости зубчатого колеса на 20 -20 - 5050 единиц.
221ммН
,5020НВHB
![Page 3: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/3.jpg)
Характеристики материалов зубчатой Характеристики материалов зубчатой передачипередачи
№№НаименоваНаименова
ниение
МарМаркака
сталсталии
СечениСечение е
заготозаготовкивки
ТОТОНВ,НВ,
Н/Н/мммм22
вв , ,
МПМПаа
тт , ,
МПМПаа
-1-1 , ,
МПМПаа
11 ШестерняШестерня
22ЗубчатоеЗубчатое
колесоколесо
??
??
??
??
??
??
??
??
??
??
??
??
??
??
![Page 4: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/4.jpg)
2. Определение коэффициента долговечности:2. Определение коэффициента долговечности:
HDk ?
2.1. Рассчитываем эквивалентное число циклов 2.1. Рассчитываем эквивалентное число циклов контактных напряжений:контактных напряжений:
HEN эквивалентным называют некоторое расчетное число циклов, которое при действии постоянной нагрузки, равной максимальной нагрузке рассчитываемой передачи, дало бы тот же эффект по пределу выносливости рабочих поверхностей зубьев, который дает в течение фактического числа циклов действительная переменная нагрузка передачи.
циклов,10....)kkk(tn60N 73
332
321
3101HE1
циклов,10...u
NN 7HE
HE1
2
![Page 5: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/5.jpg)
2.2. Рассчитываем базовое число циклов 2.2. Рассчитываем базовое число циклов контактных напряжений:контактных напряжений:
циклов,10...HB30N 74,22HO2
HON базовое число циклов контактных напряжений до перегиба кривой усталости (гиперболы), соответствующее длительному пределу выносливости при контактных напряжениях.
циклов,10...HB30N 74,21HO1
![Page 6: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/6.jpg)
2.3. Окончательный выбор коэффициента 2.3. Окончательный выбор коэффициента долговечности:долговечности:
Если NHE > NHO , то
6
HE
HOHD N
Nk
Далее необходимо рассмотреть следующие условия:
Если NHE < NHO , то
1kHD
σ
σОН
NNНН
00
NNNNННEE
![Page 7: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/7.jpg)
33. Определение допускаемых контактных . Определение допускаемых контактных
напряжений:напряжений:
H limbH limb - предел контактной выносливости для зубьев колеса и шестерни, формула выбирается из таблицы в соответствии с маркой материала, термообработкой и твердостью материала:
6
HE
0H
H
RblimHН N
NS
Z
МПа...70HB2
МПа...70HB2
2blimH
1blimH
2
1
![Page 8: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/8.jpg)
МПа...S
МПа...S
H
blimH2H
H
blimH1H
2
1
ZZRR = 1 = 1 - коэффициент, учитывающий - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности;шероховатость поверхности;
SSH H = 1= 1,1,1 – – коэффициент безопасности для объемно коэффициент безопасности для объемно упрочненных зубьев;упрочненных зубьев;
– коэффициент долговечности.
1NN
k 6
HE
HOHD
[[H H ]=]= … МПа … МПа
для прямозубых колес за допускаемое контактное напряжение берут меньшее значение HH ;для косозубых и шевронных колес за допускаемое контактное напряжение берут HH == 0,45(σН1 + σН2).
![Page 9: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/9.jpg)
4. Определение коэффициента нагрузки при расчете 4. Определение коэффициента нагрузки при расчете на контактную выносливость:на контактную выносливость:
Так как на данном этапе нам не известны параметры зубчатого зацепление, то мы выбираем коэффициент нагрузки из следующего интервала:
кн= (1,3 – 1,5)
кн= 1,3
![Page 10: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/10.jpg)
5. Определение межосевого расстояния:5. Определение межосевого расстояния:
мм,...10
Tu
K1ua 3
3a
'P
2
HW
к = 270к = 270 – для косозубых передач;к = 315к = 315 – для прямозубых передач;uu – передаточное число, выбирается из стандартного ряда (домашнее задание №1);ψψаа=0,315=0,315 – коэффициент ширины колеса, для симметричного расположения;
– расчетный момент, Нм.
HHD2'P kkTT
![Page 11: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/11.jpg)
Подставляем все значения в формулу и получаем расчетное значение межосевого расстояния, затем округляем данное значение до стандартного по ГОСТ 2185-66 .
1-й, предпочтительный ряд: 40; 50; 63; 80; 100; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800.2-й ряд: 9090; 140; 180; 225; 140; 180; 225; 280; 355; 450; 560; 710; 900.
ааWW = = … мм… мм
![Page 12: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/12.jpg)
6. Определение основных параметров зубчатого 6. Определение основных параметров зубчатого зацепления:зацепления:
6.1. Определение типа передачи (по скорости):6.1. Определение типа передачи (по скорости):
см
,1000301unua
V 2W
см
VV ≤≤ 3,53,5
- применяем прямозубые прямозубые передачипередачи;
VV >3,5>3,5 с
м- применяем косозубые косозубые передачипередачи.
Если предварительное допущение о виде передачи неверно, находим межосевое расстояние применяя иной коэффициент и продолжаем расчет геометрических параметров.
![Page 13: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/13.jpg)
6.2. Определение модуля зацепления:6.2. Определение модуля зацепления:
мм,...a02,001,0m Wn
Стандартные значения: 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 2; 2,25; 2,5; 2,75; 3; 3,5; 4; 4,5; 5.4; 4,5; 5.
mmnn= … = … ,мм,мм
Угол наклона зубьев для косозубой передачи выбирают в пределах =8=818 18 00
6.3. Определяем угол наклона зубьев:6.3. Определяем угол наклона зубьев:
Угол наклона зубьев прямозубой передачи =0 =0 00
![Page 14: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/14.jpg)
6.4. Определение числа зубьев шестерни и колеса:6.4. Определение числа зубьев шестерни и колеса:
uzz
1uz
z
mcosa2
zzz
12
C1
n
W21C
Округляем полученные результаты до целых значений, числа зубьев не могут быть дробнымичисла зубьев не могут быть дробными.
Проверяем расчет:
21c zzz
![Page 15: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/15.jpg)
W
Cn
a2zm
arccos
6.6. Определяем торцовый модуль 6.6. Определяем торцовый модуль зацепления:зацепления:
cosm
m nt
6.5. Уточняем угол наклона 6.5. Уточняем угол наклона ::
Модуль торцевой определяют через уточненный угол наклона, мм:
![Page 16: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/16.jpg)
6.7. Определяем ширину зубчатого колеса и 6.7. Определяем ширину зубчатого колеса и шестерни, мм:шестерни, мм:
Wa2 ab
мм5bb 21
6.8. Определяем диаметры делительных 6.8. Определяем диаметры делительных окружностей шестерни и колеса, с точностью до окружностей шестерни и колеса, с точностью до сотых долей, мм:сотых долей, мм:
t22
t11
mzd
mzd
При расчете прямозубой передачи используют модуль нормальный mmnn.После расчета делительных окружностей делают проверочный расчет:
2dd
a 21W
![Page 17: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/17.jpg)
6.10. Расчет размеров зубьев для зубчатого колеса 6.10. Расчет размеров зубьев для зубчатого колеса и шестерни:и шестерни:
Высота головки зуба, мм:
Высота ножки зуба, мм:
Высота зуба, мм:
na mh
nf m25,1h
fa hhh
![Page 18: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/18.jpg)
6.11. Расчет диаметров выступов и впадин 6.11. Расчет диаметров выступов и впадин зубчатого колеса и шестерни:зубчатого колеса и шестерни:
Диаметр вершин, мм:
Диаметр впадин, мм:
n1a11a
n2a22a
m2dh2dd
m2dh2dd
n1f1f
n2f2f
m5,2dh2dd
m5,2dh2dd
1
2
![Page 19: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/19.jpg)
6.12. Расчет угловых скоростей:6.12. Расчет угловых скоростей:
Уточняем передаточное число, разница Уточняем передаточное число, разница между выбранным стандартным между выбранным стандартным значением передаточного числа и значением передаточного числа и полученным не должна быть больше 2% :полученным не должна быть больше 2% :
2
1
1
2
1
2
dd
zz
u
срад
,30
n
срад
,30
n
22
11
![Page 20: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/21.jpg)
Основные параметры закрытой зубчатой Основные параметры закрытой зубчатой передачипередачи
????????
??
?? ??
????
????
??????
?? ???? ????
????
![Page 22: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/22.jpg)
7. Проверочный расчет тихоходной ступени:7. Проверочный расчет тихоходной ступени:
Проверочный расчет выполняется для тихоходной ступени, как наиболее нагруженной.
7.1. Проверка зубьев на выносливость по 7.1. Проверка зубьев на выносливость по контактным напряжениям:контактным напряжениям:
3p
2WH 10T
b1u
ua1u
k
– расчетный момент, Нм
HHD2p kkTT
![Page 23: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/23.jpg)
7.2. Уточняем коэффициент нагрузки:7.2. Уточняем коэффициент нагрузки:
HVHHH kkkk
ККНα Нα –– коэффициент распределения нагрузки между зубьями;
ККНαНα = 1 = 1 - для прямозубых колес.
Значение КНα для косозубых и шевронных передач определяем из таблицы:
ОкружнОкружная ая
скоростскорость ь VV, м/с, м/с
Степень точности по нормам плавности Степень точности по нормам плавности (ГОСТ 1643-81)(ГОСТ 1643-81)
55 66 77 88 99
2,52,5 1,001,00 1,011,01 1,031,03 1,051,05 1,131,13
55 1,001,00 1,021,02 1,051,05 1,091,09 1,161,16
![Page 24: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/24.jpg)
ККНβНβ – коэффициент концентрации нагрузки по ширине венца зубчатого колеса выбираем из таблицы:
Расположение зубчатых колес относительно
опор
Твердость НВ поверхностей зубьев
≤ 350 > 350
Симметричное 1,0…1,15 1,05…1,25
Несимметричное
1,10…1,25 1,15…1,35
Консоль 1,20…1,35 1,25…1,45
![Page 25: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/25.jpg)
ККННVV – динамический коэффициент определяют в зависимости от степени точности передачи, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей.
Степень
точности по ГОСТ
1643-81
Твердость на
поверхности
зубьев колеса
Значения КНV при V, м/с
1 2 44 66 88 1010
88 ≤ 350 НВ01,104,1
02,108,1
04,116,1
06,124,1
07,132,1
08,14,1
Примечание.Примечание. В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе – для косозубых зубчатых колес.
![Page 26: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/26.jpg)
77.3. Рассчитываем отклонение величины .3. Рассчитываем отклонение величины действительного контактного напряжения от действительного контактного напряжения от допускаемого:допускаемого:
%5%100
H
HHH
По принятым в общем машиностроении нормам для σН допускается отклонение ± 5%.± 5%. Если отклонения выходят за указанные пределы, то размеры и другие параметры передачи необходимо откорректировать.
При больших отклонения порядка ± 10…15%± 10…15% можно рекомендовать:в небольших пределах изменить ширину колеса b2 (при перегрузках – увеличить, при недогрузках – уменьшить).
![Page 27: Домашнее задание по курсу «Детали машин» №2](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/568139b5550346895da14ff5/html5/thumbnails/27.jpg)