гр 295 Тех механика на 21.11.2020г Лепакова

Формат документа: docx
Размер документа: 0.14 Мб




Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.


Гр 295 Техническая механика Лепакова 21.11.20г
Тема урока: Особенности расчета косозубых, шевронных цилиндрических передач.
Задание: изучить тему по плану, ответить на вопросы и решить задачу.
План изучения темы:
Конструирование передачи.
Конические зубчатые передачи, основные геометрические соотношения, силы действующие в зацеплении.
Расчет конических передач.
Вопросы:
1.Что такое цилиндрическая передача?
2. Какая передача называется косозубой?
3. Что такое шевронная передача?
4. Какие существуют особенности расчета косозубых, шевронных цилиндрических передач?
5. Какие зубчатые передачи называются коническими?
Учебник Сафонова Г.Г., Артюховская Т.Ю., Ермаков Д.А. Техническая механика, стр. 322-327
Электронная ссылка на учебник: znanium.com, labirint.ruЭлектронные ресурсы: detalmach.ru,studfail.net, libraryno.ru
Ответы присылать мне на электронную почту: lepakova68@mail.ru или в ВК
Критерии оценивания:
Оценка «5» ставится, если обучающийся ответил на 5 вопросов в полном объёме и верно решил самостоятельно задачу без ошибок;
Оценка «4» ставится, если обучающийся ответил правильно на 5 вопросов в полном объеме и решил самостоятельно задачу с ошибками;
Оценка «3» ставится, если обучающийся ответил правильно на 5 вопросов;
Оценка «2» ставится, если обучающийся ответил на 4 и меньше вопросов.
Задача для самостоятельного решения:
Задача. При  =30°,  =1,15  ,  =1,3  .
 
Произвести расчет конической передачи сил в зацеплении или расчет прочности зубьев по контактным напряжениям.
Образец расчета:
Задача. При  =20°,  =1,13  ,  =1,2  .
 
Увеличение эквивалентных параметров (  и  ) с увеличением угла  является одной из причин повышения прочности косозубых передач. Вследствие наклона зубьев получается колесо как бы больших размеров или при той же нагрузке уменьшаются габариты передачи. Ниже показано, что косозубые передачи по сравнению с прямозубыми обладают еще и другими преимуществами: многопарность зацепления, уменьшение шума и пр. Поэтому в современных передачах косозубые колеса получили преимущественное распространение.
 
Многопарность и плавность зацепления.. В отличие от прямых косые зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно. При вращении колес линии контакта перемещаются в поле зацепления. В рассматриваемый момент времени в зацеплении находится три пары зубьев 1, 2 и 3. При этом пара 2 зацепляется по всей длине нагрузка с двух зубьев на один или с одного на два передается мгновенно. Это явление сопровождается ударами и шумом. В косозубых передачах зубья нагружаются постепенно по мере захода их в поле зацепления, а в зацеплении всегда находится минимум две пары. Плавность косозубого зацепления значительно понижает шум и дополнительные динамические нагрузки.
Силы в зацеплении. В косозубой передаче нормальную силу  раскладывают на три составляющие:
окружную силу  ,осевую силу  ,радиальную силу  ,в свою очередь, сила
 .
Наличие в зацеплении осевых сил, которые дополнительно нагружают опоры валов, является недостатком косозубых колес. Этот недостаток устраняется в шевронной передаче, которая подобна сдвоенной косозубой передаче с противоположным направлением зубьев. Осевые силы здесь уравновешиваются на самом зубчатом колесе.
Расчет прочности зубьев по контактным напряжениям.
Для косозубых передач удельная нагрузка
 .
По аналогии с прямозубым колесом получаем
 .
Сравнивая отношение  в формуле для прямозубых и косозубых колес, а также учитывая, что у последних отсутствует зона однопарного зацепления, находим
или
 .
Обозначим

- коэффициент повышения прочности косозубых передач по контактным напряжениям. В соответствии с формулой для косозубых передач получаем

При проектном расчете  и  неизвестны. Поэтому величину  в формуле предварительно оценивают приближенно. При некоторых средних значениях  =12°,  =1,5 получаем  ~0,8. Тогда для косозубых передач
 ,
 .
Расчет конических прямозубых передач на контактную прочность
В основу данного расчета берется формула в параметрах эквивалентной цилиндрической прямозубой передачи по среднему дополнительному конусу

Используем связь тригонометрических функций для определения передаточного числа и делительного диаметра эквивалентного колеса .
После подстановки в исходную формулу значений  и  и несложных преобразований получим формулу проверочного расчета для стальных прямозубых конических колес

или, заменив ; ,  получим:

Z=ZHZM=462103Па1/2 (для стальных колес),                             (4)
где  — возникающее нормальное контактное напряжение, МПа; d1 — средний делительный диаметр шестерни, мм; T2 — вращающий момент на колесе, Нмм; ZH — коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхности зубьев; ZM — коэффициент, учитывающий механические свойства материала; Ψbd — коэффициент ширины (длины) зуба; u — передаточное число; KHθ = 0,85 — коэффициент, учитывающий снижение контактной прочности конической передачи по сравнению с прямозубой;  — допускаемое контактное напряжение. Из двух значений выбирается меньшее.
Проектировочный расчет.
Решая уравнение относительно d1 запишем

где  — вспомогательный коэффициент (для стальных прямозубых конических колес Kd =78 МПа1/3).
Краткие теоретические и справочно-информационные материалы по теме:
У косозубых колес зубья располагаются не по образующей делительного цилиндра, а составляют с ней некоторый угол . Оси колес при этом остаются параллельными. Для нарезания косых зубьев используют инструмент такого же исходного контура, как и для нарезания прямых. Поэтому профиль косого зуба в нормальном сечении совпадает с профилем прямого зуба. Модуль в этом сечении должен быть также стандартным.
В торцовом сечении параметры косого зуба изменяются в зависимости от угла :

 
Рисунок 11 - Геометрические параметры косозубой цилиндрической передачи
 
окружной шаг ,
окружной модуль ,
делительный диаметр .
Индексы n и t приписывают параметрам в нормальном и торцовом сечениях соответственно.
Прочность зуба определяют его размеры и форма в нормальном сечении. Форму косого зуба в нормальном сечении принято определять через параметры эквивалентного прямозубого колеса.

 
Рисунок 12 – Определение эквивалентных параметров
Нормальное к зубу сечение образует эллипс с полуосями и , где . В зацеплении участвуют зубья, расположенные на малой оси эллипса, так как второе колесо находится на расстоянии . Радиус кривизны эллипса на малой оси:
.
В соответствии с этим, форма косого зуба в нормальном сечении определяется эквивалентным прямозубым колесом, диаметр которого:

и число зубьев: 

Последовательность проектировочного расчета конической зубчатой передачи
Последовательность расчета закрытой передачи.
1. Определить передаточное число u и углы делительных конусов шестерни и колеса  и .
2. В зависимости от условий работы передачи выбрать материалы колес, назначить термическую обработку и значения твердости рабочих поверхностей зубьев.
3. Определить базовое число циклов NHO, расчетную циклическую долговечность NH, коэффициенты режима, допускаемые контактные напряжения и допускаемые напряжения изгиба.
4. Выбрать коэффициент  длины зуба.
5. Определить средний делительный диаметр из условия контактной прочности.
6. Задать число зубьев шестерни z1, определить число зубьев колеса z2
7. Рассчитать внешний модуль mв, и округлить его до стандартного значения (см. табл. 3), а также средний модуль m=mв-(b/z)sin.
8. Определить числа зубьев эквивалентных колес zV1 и zV2  и по табл. 8 — коэффициенты формы зуба шестерни YF1 и колеса YF2.
9. Проверить прочность зубьев по напряжениям изгиба. При неудовлетворительных результатах (σF>[σ]F) необходимо путем соответствующего изменения числа зубьев и модуля при том же конусном расстоянии добиться определенного изменения напряжений изгиба,  не  нарушая при этом условия контактной прочности.
10. Произвести геометрический расчет передачи.
11. Определить окружную скорость колес и назначить соответствующую степень точности.
Последовательность расчета открытых конических передач.
1. Определить передаточное число u и углы γ делительных конусов шестерни и колеса  и ..
2. В зависимости от условий работы передачи выбрать материалы колес, назначить термическую обработку и значения твердости рабочих поверхностей зубьев.
3. Определить базовое число циклов NHO, расчетную циклическую долговечность, коэффициенты режима и определить допускаемые напряжения изгиба.
4.  Задать число зубьев шестерни z1 и по передаточному числу u определить число зубьев колеса z2.
5.  Определить число зубьев эквивалентных колес zV1 и zV2  — коэффициенты формы зуба шестерни YF1 и колеса YF2.
6. Выбрать коэффициент длины зуба (ширины венца) .
7. Из условия прочности на изгиб определить средний модуль mm, после чего подсчитать внешний модуль mв, значение которого округлить до ближайшего большего стандартного. При необходимости следует пересчитать mm в зависимости от стандартного mв.
8.  Произвести геометрический расчет передачи.
9.  Определить окружную скорость колес и назначить соответствующую степень точности зацепления.
 
X