Основные принципы проектирования Расчеты деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость Выполнение компоновочных чертежей редуктора Резьбовые соединения Расчет передач на сопротивление усталости

Детали машин Основные принципы проектирования

В предыдущих лекциях рассмотрены конструкция и параметры зубчатых передач с зацеплениями некоторых типов. В этих передачах в качестве подвижных звеньев фигурируют зубчатые колеса, сидящие на вращающихся валах. Кроме подобных зубчатых передач в технике получили широкое распространение передачи, имеющие зубчато-винтовое зацепление – червячные передачи (механизмы натяжения гусениц БМП и танков, привод лебёдки БТР-80, главные передачи некоторых тяжелых грузовых автомобилей).

Расчет передач на сопротивление усталости при изгибе

Расчет выполняется при предположениях, что зуб нагружен силой FH, в зацеплении находится одна пара зубьев, а также силы трения отсутствуют.

Наибольшее трение в точке b, однако растягивающий эффект в точке a, r – радиус выпуклости зуба,

£ [d]F

YFS – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжения

Yb – коэффициент, учитывающий угол наклона

Ye – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. Ye= 1/e£ – для косозубой передачи, Ye = 1 для прямозубой передачи. 

m выбрать по возможности меньше, z соответственно больше. m=(0,01 ... 0,02)aW. В случае открытой передачи

Расчет по модулю

Если прочность на изгиб является основным критерием работоспособности. Расчет ведется в форме определения модуля по заданным числам зубьев с последующей проверкой контактной прочности (или формула выше)

Допускаемые напряжения

Для расчета переменный режим заменяем эквивалентным.

 

NE = NS ×mH , NFE=NS ×mF, NS – суммарное число циклов = 60×n××Lh, где

Lh – ресурс работы передачи,

nЗ– число зубьев зацеплении,

n– частота вращения.

p = qH/2, p = qF. Допускаемые контактные и изгибные напряжения устанавливаются на основе кривых усталости

NHG = 30×HB2,4, NFG = 4×106. Если NHE£NHG, то qH=6,если NHE>NHG, то qH=20.

Коэффициенты долговечности:

и

qF = 6 для нормальных умеренных колес, qF = 9 для поверхностно-закаленных колес.

Методы повышения контактной и изгибной прочности

Для повышения контактной прочности используется:

1. увеличение твердости рабочей поверхности зубьев путем:

а) изменением материала

б) изменением режима термообработки

в) применением поверхностных обращений

2. исправление геометрического зацепления путем:

а) увеличения смещения инструмента

б) применением нестандартного зацепления

в) увеличением угла наклона зуба b

3. уменьшение расчетной нагрузки путем уменьшения коэффициента KH

Для повышения изгибной прочности применяют:

1. увеличение модуля с одновременным уменьшением числа зубьев (без подрезания)

2. применить смещение инструмента, т.е. увеличить угол зацепления £.

3. применить смещение Х для шестерни за счет колеса

4. уменьшить коэффициент KF

5. поверхностное упрочнение у корня зуба (наклеп, цементация и т.д.)

6. увеличение радиуса кривизны переходной кривой у основания зуба.

Определение основных размеров зубчатой передачи

Начальный диаметр шестерни:

Расчетная ширина колеса:

Межосевое расстояние:

Принимаем стандартное межосевое расстояние

Пересчитываем ширину колеса:

Принимаем стандартную ширину колеса.

Находим ширину шестерни:

bW1 = bW2 + 5

Определение геометрии зацепления зубчатой передачи

Модуль: m=(0,01...0,02)aW

Число зубьев шестерни:

Число зубьев колеса: Z2 = Z1×U

Угол наклона зуба:

Осевой шаг:

Коэффициент осевого перекрытия:

eb = bW2/PX

Начальный диаметр: dW=m×z / cosbW.

Диаметр выступов: d a = dW + 2m

Диаметр впадин: d f = dW – 2,5m

Коэффициент торцевого перекрытия:

Силы в зубчатой паре

Конструктивные и эксплуатационные методы повышения износостойкости деталей машин

Замена в узлах машин трения скольжения трение качения Такая замена во многих случаях целесообразна с точки зрения повышения надежности работы деталей и экономичности машин.

Способы установки узлов, уменьшающие дополнительные нагружения при монтаже и в эксплуатации Установка машин и механизмов может быть связана с возникновением начальных напряжений в деталях конструкций, что отрицательно сказывается как на общей прочности деталей, так и на надежности подвижных сочленений.

Частным случаем циклоидального зацепления является цевочное зацепление. В цевочном зацеплении радиус производящей окружности одного из колес выбирается равным радиусу начальной (полоидной) окружности (рис. 4.4). В этом случае гипоциклоидальный профиль зубьев ответного колеса обращается в точку, что позволяет зубья первого колеса выполнить в форме цилиндрических пальцев, называемых цевками, укрепленных между двумя дисками; второе колесо при этом выполняется как зубчатое.
Критерии работоспособности и расчета