Чем вызвана необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем
3 Значение передаточных механизмов в машиностроении
1.2 Значение передаточных механизмов в машиностроении
Основными функциями передаточных механизмов являются:
— передача и преобразование движения;
— изменение и регулирование скорости;
— распределение потоков мощности между различными исполнительными органами данной машины;
— пуск, останов и реверсирование движения.
Эти функции должны выполняться безотказно с заданными степенью точности и производительностью в течение определенного промежутка времени. При этом механизм должен иметь минимальные габаритные размеры, быть экономичным и безопасным в эксплуатации. В ряде случаев к передаточным механизмам могут быть предъявлены и другие требования: надежная работа в загрязненной или агрессивной среде, при высоких или весьма низких температурах и т. д. Удовлетворение всем этим требованиям представляет собой сложную задачу и требует от проектировщика умения хорошо ориентироваться в многообразии современных механизмов, знания современных конструкционных материалов, новейших методов расчета деталей и элементов машин, знакомства с влиянием технологии изготовления деталей на их долговечность, экономичность и т. д.
Одной из задач курса «Детали машин» и является обучение методам проектирования передаточных механизмов общего назначения.
Большинство современных машин и приборов создается по схеме двигатель – передача – рабочий орган (исполнительный механизм) (рис. 2.1). Необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и рабочими органами машины связана с решением ряда задач.
Например, в автомобилях и других транспортных машинах требуется изменять величину скорости и направление движения, а на подъемах и при трогании с места необходимо в несколько раз увеличить вращающий момент на ведущих колесах. Сам автомобильный двигатель не может выполнять эти требования, так как он работает устойчиво только в узком диапазоне изменения величины вращающего момента и угловой скорости. При выходе за пределы этого диапазона двигатель останавливается. Подобно автомобильному двигателю слабо регулируются многие другие двигатели, в том числе большинство электрических.
В некоторых случаях регулирование двигателя возможно, но нецелесообразно по экономическим соображениям, так как за пределами номинального режима работы КПД двигателей существенно понижается.
Масса и стоимость двигателя при одинаковой мощности уменьшаются с увеличением угловой скорости его вала. Применение таких двигателей с передачей, понижающей угловую скорость, вместо двигателей с малой угловой скоростью без передачи экономически более целесообразно.
В связи с широким распространением комплексной механизации и автоматизации производства значение передач в машинах еще более увеличивается. Требуется разветвление потоков энергии и одновременная передача движения с различными параметрами к нескольким исполнительным органам от одного источника – двигателя. Все это делает передачи одним из существенных элементов большинства современных машин и установок.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Механической передачей называют механизм, который преобразует параметры движения двигателя в процессе передачи его от двигателя к исполнительным органам машины (рис. 8.1, а). Необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и исполнительными органами машины связана с решением различных задач. Например, в автомобилях и других транспортных машинах требуется изменять величину скорости и направление движения, а на подъемах и при трогании с места в несколько раз увеличивать вращающий момент на ведущих колесах. Сам автомобильный двигатель не может выполнить эти требования, так как он работает устойчиво только в узком диапазоне изменения вращающего момента и угловой скорости. При выходе за пределы этого диапазона двигатель останавливается (глохнет). Подобно автомобильному, слабо регулируются многие другие двигатели, в том числе и большинство электродвигателей.
Согласование режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов машины осуществляют с помощью передач.
В некоторых случаях регулирование двигателя возможно, но нежелательно по экономическим причинам, так как двигатели имеют низкий КПД за пределами нормального режима работы.
Масса и стоимость двигателя при одинаковой мощности понижаются с увеличением его быстроходности; оказывается экономически целесообразным применение быстроходных двигателей с передачей, понижающей угловую скорость, вместо тихоходных двигателей без передачи. Роль понижающей передачи в современном машиностроении значительно возросла в связи с широким распространением быстроходных двигателей.
В некоторых случаях передачи используют как преобразователи вращательного движения в поступательное, винтовое и др.
Краткое перечисление основных функций передач позволяет отметить их большое значение для машиностроения. В связи с этим совершенствованию и развитию передач уделяют много внимания: расширяют пределы передаваемой мощности и скорости, снижают габариты и массу, увеличивают долговечность и пр.
В машиностроении применяют механические, электрические, гидравлические и пневматические передачи. Наиболее распростра
нены механические передачи. Их применяют не только как самостоятельные, но и в сочетании с другими видами передач.
В курсе «Детали машин» изучают только механические передачи общего назначения. Все механические передачи разделяют на две основные группы: передачи, основанные на использовании трения (ременные, фрикционные); передачи, основанные на использовании зацепления (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).
Ниже приведены основные параметры передач. В каждой передаче (рис. 8.1, б) различают два основных вала: входной и выходной, или ведущий и ведомый. Между этими валами в многоступенчатых передачах располагаются промежуточные валы.
Основные характеристики передач: мощность Рх на входе и Р2 На выходе, Вт; быстроходность, которая выражается частотой вращения щ на входе и п2 на выходе, мин»1, или угловыми скоростями Coi и со2, с-1. Эти характеристики минимально необходимы и достаточны для проведения проектного расчета любой передачи.
Кроме основных различают производные характеристики: коэффициент полезного действия (КПД)
Где РТ — мощность, потерянная в передаче;
Передаточное отношение, определяемое в направлении потока мощности,
Производные характеристики часто используют взамен основных. Например, передачу можно определять с помощью Ри ль
При |/|>1, Щ>п2 передача понижающая, или редуктор. При |/|
Разновидности механических передач и их назначение
Согласование режима работы двигателя с режимом работы исполнительного органа машины осуществляется с помощью передач.
Необходимость введения передачи как промежуточного механизма между двигателем и исполнительным органом машины связана с решением различных задач:
В машиностроении применяют механические, электрические, гидравлические и пневматические передачи. Все механические передачи разделяют на две основные группы: передачи, основанные на использовании трения (ременные, фрикционные); передачи, основанные на использовании зацепления (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).
Если передаточный механизм предназначен для снижения угловой скорости и соответственно для увеличения крутящего момента, то его называют редуктором. Передаточный механизм, повышающий угловую скорость называют мультипликатором.
Передачи выполняют с постоянным или регулируемым передаточным отношением. Регулирование передаточного отношения может быть ступенчатым или бесступенчатым.
Механические передачи ступенчатого регулирования с зубчатыми колесами обладают высокой работоспособностью и поэтому широко применяются в машиностроении.
Механические передачи бесступенчатого регулирования обладают меньшей нагрузочной способностью и имеют меньшее распространение.
Конкурентами этих передач являются гидравлические передачи, которые позволяют передавать большие мощности и иметь сравнительно простую систему автоматического регулирования.
Введение
Механизм— составная часть любой машины и прибора, совокупность подвижно соединенных между собой тел (деталей), преобразующая вид и характеристики движения отдельных звеньев. Если в передаче движения участвуют жидкие или газообразные тела, то механизм называют гидравлическим или пневматическим.
В механизме различают подвижные звеньяи стойки(неподвижные звенья).
По своим функциям звенья могут быть
входнымии выходными,
ведущимии ведомыми,
начальнымии промежуточными.
Звенья в механизме соединяются, образуя разного вида кинематические пары.
В зависимости от числа связей, накладываемых на относительное движение звеньев, различают пары одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиподвижные.
В зависимости от вида движения одного звена относительно другого различают вращательные, поступательные, сферические, винтовые и другие пары
Классификация механизмов
Кулачковые механизмы — механизмы с силовым замыканием звеньев. В их состав входит кулачок (звено, имеющее рабочую поверхность переменной кривизны) и толкатель или коромысло с роликом.
Рис. 1 Виды кинематических пар
Зубчатые механизмы,в которых движение передается за счет зацепления зубьев. Включают в себя зубчатые колеса различной формы, зубчатые рейки,образующие вращательные или поступательные пары.
Фрикционные механизмы, в которых передача движения осуществляете благодаря силам трения между элементами пары.
Механизмы с гибкими звеньями (типа гибкой нерастяжимой нити).
Ременная передача, которая включает:
Механизмы с упругими звеньями,деформация которых влияет на движение механизма.
Волновая передача, которая включает:
— гибкое зубчатое колесо
— жесткое зубчатое колесо
— роликовый генератор волн (водило и 2 ролика)
По функциональному назначению и кинематической передаточной
функции скорости исполнительного звена:
механизмы с постоянным передаточным отношением (зубчатые, ременные, цепные, канатные, червячные, фрикционные передачи и др.);
механизмы со ступенчато изменяющимся передаточным отношением (коробки перемены скоростей, ступенчатая ременная передача, ступенчатая цепная передача и др.);
механизмы для сообщения исполнительному органу возвратно-поступательного движения;
механизмы для движения с остановками исполнительного органа (кулачковые, мальтийские, анкерные, рычажные и др.);
механизмы сцепления (зубчатые, фрикционные, кулачковые муфты);
Назначение и классификация механических передач
Привод — устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих машин (рис.2). Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосредственно без изменений или с помощью дополнительных устройств. Механические устройства, применяемые для передачи энергии от источника к потребителю с изменением угловой скорости или вида движения, называют механическими передачами (передачами).
Рис.2. Примеры привода
Необходимость установки передачи между двигателем и производственной машиной объясняется следующими причинами:
изменение скорости производственной машины, а, следовательно, и значения вращающего момента выгоднее осуществлять с помощью передачи, а не путем изменения угловой скорости вала двигателя, так как при уменьшении угловой скорости вала двигателя его мощность и КПД понижаются;
двигатели обычно передают вращательное движение, а рабочие органы машины иногда требуют возвратно-поступательного, качательного, винтового и других видов движения;
часто возникает необходимость передачи энергии от одного двигателя к нескольким производственным машинам, валы которых вращаются с неодинаковыми угловыми скоростями.
Механические передачи
Классификация механических передач.
. По способу передачи движения различают механические передачи:
трением (фрикционные, ременные);
передачи зацеплением (зубчатые, червячные, винтовые, цепные).
. По способу соединения звеньев передачи делят на:
передачи непосредственного контакта (зубчатые, червячные, винтовые, фрикционные);
Электронная библиотека
Механическая передача – это механизм, предназначенный для передачи и преобразования параметров движения от двигателя к исполнительному органу машины (рис. 7.1).
Рис. 7.1. Структурная схема машины
Необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и исполнительным органом, предназначенным для совершения требуемой от машины работы, связана с решением следующих задач:
1) изменения частоты вращения;
2) изменения вращающего момента;
3) преобразования одного вида движения в другой (вращательного в поступательное, вращательного в качательное, поступательного во вращательное);
4) согласования валов в пространстве;
Большинство двигателей устойчиво работает в узком диапазоне изменения вращающего момента и угловой скорости; при выходе за пределы данного диапазона двигатель останавливается, например, автомобильный двигатель.
В некоторых случаях регулирование двигателя возможно, но нежелательно по экономическим причинам, поскольку двигатели имеют низкий КПД за пределами нормального режима работы.
Масса и стоимость двигателей при одинаковой мощности снижаются с увеличением частоты вращения.
Кроме механических передач существуют электрические, гидравлические и пневматические передачи. Наибольшее распространение получили механические передачи, которые применяются как самостоятельно, так и в сочетании с другими видами передач. В курсе «Детали машин и основы конструирования» рассматриваются только механические передачи.
Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00
Назначение и роль передач в машинах
Передачей называется механизм, который преобразует параметры движения двигателя при передаче исполнительным органам машины.
Необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и исполнительными органами машины связана с решением различных задач. Например, для изменения значения скорости и направления движения (автомобиль), а на подъемах и при трогании с места в несколько раз увеличивать вращающий момент на колесах.
Согласование режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов машины осуществляют с помощью передач.
В некоторых случаях регулирование двигателем возможно, но не желательна по экономическим соображениям, т.к. двигатели имеют низкий КПД за пределами нормального режима работы. Масса и стоимость двигателя при одинаковой мощности понижаются с увеличением его быстроходности; оказываются экономически целесообразным применение быстроходных двигателей с передачей, понижающей угловую скорость, вместо тихоходных двигателей без передачи. Роль понижающей передачи в современном машиностроении значительно возросла в связи с широким распространением быстроходных двигателей.
Краткое перечисление основных функций передач позволяет отметить их большое значение для машиностроения. В связи с этим совершенствованию и развитию передач уделяют много внимания: расширяют пределы передаваемой мощности и скорости, снижают габариты и массу, увеличивают долговечность и прочее.
Все механические передачи разделяют на две основные группы: передачи, основанные на использовании сил трения – (ременные, фрикционные); передачи, основанные на использовании зацепления- (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).
Общие кинематические и энергетические
соотношения для механических передач
;
;
Полученное выражение является производной основных характеристик передач и часто используется взамен основных.
При i>1, n1>n2 – передача понижающая, или редуктор.
Зубчатые передачи между параллельными валами осуществляются – цилиндрическими колесами с прямыми, косыми и шевронными зубьями, внешнего и внутреннего зацепления. Передачи между валами с пересекающимися осями осуществляются обычно коническими колесами с прямыми и круговыми зубьями, реже с тангенциальными зубьями. Передачи между валами с перекрещивающимися осями осуществляют червячные, винтовые передачи. По форме профиля зуба различают передачи с эвольвентными профилями (Эйлер 1760) и круговыми (М.А. Новиков 1954). Материалы и ТО.
При выборе материалов для зубчатых передач необходимо исходить из потребности конструкции и условия эксплуатации, при этом необходимо обеспечить прочность зубьев на изгиб, стойкость поверхностных слоев зубьев и сопротивление заеданию.
Основными материалами служат термически обрабатываемые стали. Допускаемые контактные напряжения в зубьях пропорциональна квадрату твердости. Это указывает на целесообразность применения сталей с закалкой до высокой твердости. В зависимости от твердости стальные зубчатые колеса разделяют на две основные группы: твердостью НВ≤350 – зубчатые колеса нормализованные или улучшенные: для этого применяют среднеуглеродистые стали 40, 45, 50, качественные углеродистые стали 40, 45, 50 Г и легированные 35хГС, 40Х и другие. Твердость материала НВ≤350 позволяет производить чистовое нарезание зубьев после термообработки. При этом для лучшей прирабатываемости необходимо твердость шестерни назначать больше твердости колеса не менее, чем на 10…15 единиц:
Технологические преимущества материала при НВ≤350 обеспечили ему широкое распространение в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, в мало и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими колесами, термическая обработка которых затруднена.
При НВ>350 (вторая группа материалов) твердость выражается в единицах Роквелла НRС (1 НRС≈10 НВ). Специальные виды ТО позволяют получать НRС до 50…60. При этом допускаемые контактные напряжения увеличиваются до двух раз, а нагрузочная способность до 4 раз по сравнению со сталями при НВ≤350.
Зубчатые колеса с НВ>350 применяют, в основном, при массовом и крупносерийном производстве, т.к. в этом случае легче организовать дополнительные виды отработки зубьев после Т.О. (шлифование, притирка, обкатка и т.п.).
Объемная закалка – наиболее простой способ получения
высокой твердости зубьев. Применяются при этом виде Т.О. углеродистые и легированные стали 45, 40Х, 40ХН и т.д. При этом достигается твердость по всему объему зуба НRС 45…55. Однако, объемная закалка не сохраняет вязкую сердцевину при высокой твердости поверхности. В настоящее время на смену пришли поверхностные термические и химико-термические виды обработки.
Поверхностная закалка (ТВЧ) обеспечивает НRС 48…54 и применима для сравнительно крупных зубьев (m–5мм) и получила широкое распространение для средненапряженных колес, особенно в станкостроении. Применяют материалы сталь 45, 40Х, 40ХН и другие.
Цементация (поверхностное насыщение углеродом) с последующей закалкой – длительный и дорогой процесс.
Однако она обеспечивает большую твердость и несущую способность поверхностных слоев зубьев и весьма высокую прочность зубьев на изгиб. Достигаемая твердость НRС 58…63. Применяемые материалы – низкоуглеродистые стали 15 и 20, легированные 20Х, 12ХН3А, 20 ХНМ, 18Х2Н4МА, 20Х2Н4А и 18ХГТ, 25ХГТ, 15ХФ. При цементации хорошо сочетаются весьма высокие контактная и изгибная прочность и ее применяют в изделиях, где масса и габариты имеют решающее значение (транспорт, авиация и т.п.).
Нитроцементация (поверхностное насыщение углеродом и азотом в газовой среде с последующей закалкой ) – обеспечивает высокую прочность, износостойкость и сопротивление заеданиям. Достигаемая твердость НRС 60…63. Применяется в массовом производстве и получила широкое распространение в редукторах общего машиностроения, в автомобилестроении и т.п.
Применяемые материалы – 25ХГТ, 25ХТМ 18ХТГ, 40Х и другие.
Азотирование (насыщение поверхностного слоя азотом) – обеспечивает высокую твердость и износостойкость поверхностных слоев НRС до 63. Азотируют готовые детали без последующей закалки, поэтому детали предварительно подвергают улучшению в целях повышения прочности сердцевины. Малая толщина упрочненного слоя (0,2…0,5 мм) делает зубья чувствительными к перегрузкам, из-за опасности растрескивания упрочненного слоя, и при работе с интенсивным изнашиванием, из-за опасности истирания упрочненного слоя и быстрого выхода передачи из строя. Применяемые материалы 38ХВФЮА и 38ХЮА, а также 40ХФА, 40ХИА, 40Х до меньшей твердости, но большей вязкости.
Кроме вышеназванных материалов в производстве зубчатых колес используют чугун и пластмассы.
Виды разрушения, методы расчета.
При передаче крутящего момента в зацеплении действует нормальная сила Fn и сила трения Fтр= Fnf. Под действием этих сил зуб находитс в сложном напряженном состоянии.
Решающее значение на работоспособность оказывают два основных напряжения:
контактные и напряжения изгиба
.
Для каждого зуба и
не являются постоянно действующими. Они изменяются во времени по некоторому прерывистому циклу. Поэтому примененный характер нагружения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломка зубьев от
и выкрашивание поверхности от
. При наличии
и сил трения в зацеплении возникают износ, заедание и другие виды повреждения поверхностей зубьев.
Повреждение поверхности зубьев. Все виды повреждений поверхности зубьев связаны с контактными напряжениями и трением.
Усталостное выкрашивание от контактных напряжений является основным видом разрушения поверхности зубьев при хорошей смазке передачи. Выкрашивание проявляется в появлении на рабочих поверхностях небольших углублений, напоминающих оспинки, которые потом растут и превращаются в раковины. Выкрашивание начинается вблизи полюсной линии на ножках зубьев, где в связи с малыми скоростями скольжения возникают большие силы трения.
Немаловажную роль в образовании выкрашивания на поверхностяхз убьев играет и смазка, которая затекает в трещины и вызывает выкрашивание частицы металла. Выкрашивание можно предупредить определением размеров передачи из расчета на усталость по контактным напряжениям: повышением твердости поверхности зубьев путем Т.О.; повышением степени точности и в особенности по норме контакта зубьев. Образивный износ – причина выхода из строя открытых передач или передач закрытых, работающих при плохой смазке, в среде засоренной образивами (сельхозмашины, горные, дорожные и т.п.) Основные меры предупреждения износа – повышение твердости, защита от загрязнений, применение специальных масел.
Силы, действующие в цилиндрических передачах
Знание сил, действующих в зацеплении необходимо для расчета зубьев, валов и опор. Рассмотрим силы, действующие в косозубом зацеплении.
При передаче вращающего момента в зоне контакта возникает нормальная сила Fn, которая из-за угла исходного контура Lw раскладывается по осям у-х на составляющие Ft-окружающая сила, и Fr – радиальная сила.
Окружная составляющая силы для зубчатых колес всех типов:
,
где Т – передаваемый момент Н∙м
dw – делительный диаметр, мм.
Нормальная сила из схемы определяется:
.
.
.
Для цилиндрических передач прямозубого исполнения , тогда:
;
, а Fa=0.
Расчетная нагрузка
Расчет зубчатых передач на прочность начинают с определения расчетной нагрузки. Расчетная нагрузка в технических расчетах обычно определяется умножением Ftном на коэффициент нагрузки К:
, где
.
Как правило, расчетную нагрузку Ft соответственно последующие расчетные формулы выражают через момент на ведомом валу Т2 – как основной силовой характеристикой для редукторов.
,
где КА – коэффициент внешней нагрузки;
Кv – коэффициент динамической нагрузки;
— коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии;
— коэффициент распределения нагрузки между зубьями.
У коэффициентов, относящихся к расчетам на контактную выносливость, пишется индекс Н, а у коэффициентов к расчетам на изгиб – индекс F.
Для предварительных расчетов можно брать К-1,3…1,5 → меньшее значение для более точных передач, а большее значение для менее точных передач и расположения их у опор.
Внешние нагрузки (динамические) возникают в результате неравномерности вращения двигателя. Встречаются достаточно редко и коэффициент КА зачастую будут равной 1.
Поэтому коэффициент Кv:
где: qv – удельная динамическая нагрузка;
q – удельная расчетная нагрузка.
Расчет Кv достаточно сложен, поэтому его выбирают по таблицам в зависимости от V и степени точности.
Коэффициент концентрации нагрузки :
.
При прочих равных условиях влияние перекоса зубьев увеличивается с увеличением ширины колес вw.
Поэтому ее ограничивают.
При постоянной нагрузке, при НВ 350, =1, для грубых зубчатых колес для степени точности
(где
).
Тогда для степеней точности nст=5…9
.
Расчеты на контактную прочность
Расчет на контактную прочность сводится к решению условия . Расчет ведут для зацепления в полюсе, т.к. выкрашивание начинается у полюсной линии. В основу расчета положена формула Герца:
где ;
;
;
.
— коэффициент торцевого перекрытия.
;
.
.
.
Подставляем все найденные величины в формулу Герца:
или согласно ГОСТ 21354-75:
,
где Wнt= — приведенная нагрузка на единицу длины контактной линии.
Данная полученная формула применяется для проверочного расчета. При проектном расчете необходимо определить размеры передачи при заданных основных характеристиках Т2 и U. С этой целью решают формулу относительно aw, оценивая неизвестные параметры приближенно или на основе опыта.
Так w=20 0 ;
;
Далее обозначаем , и вводим значение
, тогда
.Заменим
и Т1=Т2/U. После преобразований получим:
,
Если необходимо определить делительный диаметр шестерни, то можно пользоваться формулой:
,
где Кd – прямозубые = 780
Кd – косозубые – 680.
Расчет прочности зубьев по напряжениям изгиба
Зуб имеет сложное напряженное состояние.
Наибольшие напряжения изгиба образуются у корня зуба в зоне перехода эвольвенты в галтель. Для вывода расчетных зависимостей введем следующие допущения:
1. Вся нагрузка зацепления передается одной парой зубьев и приложена к вершине зуба
2. Зуб рассматриваем как консольную балку, для которой справедлива гипотеза плоских сечений.
На расчетной схеме .
При этом учитываем, что .
Раскладываем силу на составляющие, перенеся ее на ось симметрии зуба:
и
.
Напряжение в опасном сечении (см. рис.):
,
где — момент сопротивления сечения при изгибе;
А=вwS – площадь сечения.
Знак «- « говорит о том, что за опасное напряжение принято напряжение на растянутой стороне зуба, т.к. значение l и S неудобны в расчетах, заменим их, используя геометрическое подобие зубьев различного модуля:
l 1 ==l/m и S 1 = S/m, где m – модуль зацепления.
,
КТ – коэффициент концентрации напряжений.
После замены [ ] КТ→ получим:
Для проектных расчетов по напряжениям изгиба формулу решают относительно m. При этом ; Ft=2Т1/d1; d1=z1m,
, принимая КF
и KF=1,5
.
Передачи, работающие в условиях износа (открытые передачи) рассчитываются из условия расчета на изгибную прочность, т.е. , при этом проектным параметром передачи будет модуль.
В косозубых и шевронных передачах в связи с большим коэффициентом перекрытия и лучшей приработкой нагрузка распределяется более равномерно между зубьями.
При
При
где .
Тогда нормальная нагрузка на единицу длины контактных линий:
.
.
Тогда основная расчетная формула для косозубых передач примет вид:
При расчете на изгиб:
,
где опытный коэффициент, учитывающий наклон контактных линий к основанию зубьев и учет работы зубьев как пластин, а не как балок:
— коэффициент распределения нагрузки между зубьями передачи, если
КF
=1.
.
.
,
Допускаемые напряжения.
Расчет на усталость при циклических контактных напряжениях базируется на кривых усталости. Поэтому базовые допускаемые напряжения для зубчатых колес, работающих в зоне горизонтального участка кривой усталости.
,
где — длительный предел выносливости;
Sн – коэффициент запаса прочности.
При однородной структуре зуба: Sн≥1,1.
При поверхностных упрочнениях: Sн≥1,2.
при НВ≤350 улучш. норм.
=2Нн+70;
Об. Закалка HRC 35-40 =18HнR+150
Поверх закалка HRC 45-55 =17HнR+200
Цементация и т.д. HRC 56-65 =23HнR
Азотирование 55…67 HRC 1050 МПа
Для косозубых колес из-за повышения нагрузочной способности передачи:
При этом — цилиндрические
— меньше из двух.
Допускаемые напряжения в зоне наклонной кривой усталости определяется из уравнения кривой усталости:
,
где m – показатель степени кривой выносливости в расчетах принимают равным шести.
Следует принимать Nно= Н 3 нв ( но не более 12∙10 7 ). Разделив левую и правую части уравнения на коэффициент безопасности, получим:
, тогда
, где коэффициент долговечности КнL≥1, но ≤2,4
.
В проверках прочности при пиковых нагрузках
, а для поверхностно упроч. 44HнRc.
Дата добавления: 2015-12-29 ; просмотров: 3197 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ