Закрытие механические передачи

1.

Закрытие механические передачи рассчитываются на контактную
прочность (основной, проектированный расчет), а расчет на изгиб
является проверочным.
Открытие зубчатых передач рассчитывают на изгиб, рассматривается
вариант расчета механической передачи на ЭВМ.

2.

Закрытая цилиндрическая передача
Ф.И.О.
№ группы
консультант.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Т2,
нмм
n1, мин1
u
HB1
ва
Z1
YF1
YF2
KH
KF
, рад
ПМ1
470400
508,8
3,55
450
0,35
22
4,00
3,61
1,125
1,200
0
3
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
ПМ2
SH1
SH2
SF
KFC
t
Y2
Y3
X1
X2
X3
∆HB
3
1,2
1,2
2
1
1500
0
0,6
0,3
0,1
0,7
0,2
0

3.

Т2 - крутящий момент на колесе рассчитываемой передачи, Нмм;
n1 – частота вращения шестерни, об/мин;
u – передаточное число рассчитываемой передачи;
HB1 – твердость шестерни;
ва – относительная ширина передачи;
Z1 – число зубьев шестерни;
YF1 – коэффициент формулы зуба шестерни
KH - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по контактным напряжениям;
KF - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по изгибным напряжениям;
,рад – угол наклона зубьев;
ПМ1 – признак материала(вид термообработки шестерни);
ПМ2 - признак материала(вид термообработки колеса);
SH1 – коэффициент безопасности при расчете допускаемых контактных напряжений шестерни;
SH2 – коэффициент безопасности при расчете допускаемых изгибных напряжений колеса;
SF – коэффициент безопасности при расчете допускаемых изгибных напряжений;
KFC – коэффициент реверсивности:
t – срок службы передачи, час:
Y1, Y2, X1, X2, X3 – коэффициенты циклограммы нагрузки;
∆HB – разность твердостей шестерни и колеса;

4.

Выбор материала зубчатых колес
Зубчатые колеса изготавливают из стали, чугуна и не металлических
материалов. Однако в силовых передачах, как правило, чугуны и не
металлические передачи не применяют. В дальнейшем, в качестве
материалов зубчатых колес будем рекомендовать только стали.
Колеса малоответственных передач в машинах общего назначения,
колеса открытых зубчатых передач и колеса, работающих при
небольших и средних крутящих моментах (до 200000 Нмм)
подвергают объемной закалке с высоким отпуском. У таких передач
твердость материала колеса будет НВ2 350. Зубья могут быть
нарезаны после термообработки; благодаря этому отпадает
необходимость выполнения дорогих доводочных операций. Для
предотвращения заедания и лучшей приработки нижний предел
твердости шестерни, как показывает практика, должен быть на
∆HB = 30…50 единиц НВ выше верхнего предела твердости колеса т.е.
НВ1 = НВ2 + ∆HB

5.

Марка
стали
Температ.
отпуска
0С
Предел прочности
в, Н/мм2
Предел текучести
т, Н/мм2
Твердость
НВ
970
870
750
560
490
335
302
268
235
204
Стали с объемной закалкой
200
300
400
500
600
35
1139
1027
911
799
694
40
200
300
400
500
600
1410
1224
1054
877
748
1250
1110
880
710
530
415
360
310
258
220
45
200
300
400
500
600
1673
1421
1190
969
802
1550
1270
1020
820
590
492
418
650
285
236
200
300
400
500
600
1800
1640
1376
1076
860
1590
1420
1220
860
740
552
498
417
326
265
30XГСА
225
300
400
500
600
1800
1680
1480
1280
1060
1610
1520
1340
1160
950
545
504
448
388
318
40XНМА
320
400
480
560
1600
1400
1250
1080
1450
1280
1130
970
485
415
375
320
12XНЗА
300
400
500
600
1260
1180
1000
830
-----
380
345
295
240
40X
Примечан.

6.

Рекомендуемые материалы шестерни колеса
Марка стали.
шестерни
колеса
45
50
55
50Г
35, 35Л, 40Л
40
45
40, и45, 35Л
шестерни
35X, 40X
30XГСА
40X Н
Марка стали.
колеса
50, 55, 40Л
35X, 40X
35X, 40X
шестерни
колеса
45, 50
55, 55Г
35X, 40Г
40XH
15X, 20X
40
40, 50
50, 55
35X, 40X
15X, 20X

7.

Рекомендуемые твердости шестерни и колеса
Т2, Н. мм.
НВ1
∆HB
< 25000
250…280
30…50
25000 Т2 < 100000
280…320
30…50
10000 Т2 < 200000
320…350
30…50
200000 Т2 < 500000
350…450
0
Т2 500000
450…600
0

8.

Зависимость между числами твердости по Бриннеллю и Роквеллу

9.

В столбец 5 вместо коэффициента ва (ставиться величина
Кве = в/Re 0,3 –коэфициента ширины венца зубчатого колеса.
Число зубьев шестерни z1 столбец 6 берется несколько меньше
Z1 = 18…22.
Коэффициенты формы зуба УF1 и УF2 выбирается в
зависимости от эквивалентного числа зубьев Zv2 = z1/cos 1 и Zv2 =
Z1/cos 2 табл. 6. Здесь tg 1 = 1/u и tg 2 = u.
В столбец 11 вместо величины угла зуба ставиться 1. Все
остальные параметры для расчета закрытой конической передачи
беруться аналогично разделу 1 данной инструкции

10.

Выбор материала червячного колеса и червяка. Материалы
применяемые для червячных колес, в зависимости от антизадирных и
антифрикционных свойств могут быть условно сведены в три группы (ГМ).
Критерием выбора является скорость скольжения 1м/с витков червяка
относительно зубьев колеса, которую можно определить по имперической
зависимости:
где n1 – частота вращения червяка, мин-1;
Т2 – крутящий момент на колесе, Нхмм.
Червячные колеса закрытых передач с машинным приводом при
скорости скольжения 1 4 м/с изготавливают из оловянистых бронз (ГМ =
1), при 1 1 4 м/с – из безоловянистых бронз (ГМ = 2) и при 1 1 м/с из
чугунов (в основном для открытия передач небольшой мощности с ручным
приводом), (ГМ = 3).

11.

Открытая коническая передача
Ф.И.О.
№ группы
1
2
3
Т2, H.
мм
n1,
мин
u
4
консультант.
5
6
Кве
Z1
УF1 УF2 KF
223540 143.
5.0 340 0.3
0
3
20
4.0
7
НВ
7
8
9
1
-1
3.6
10
11
12
ва ПМ [n]
1
1
1
13
14
15
16
17
18
19
20
21
SF
KFc
t
Y2
Y3
X1
X2
X3
НВ
1,55
1
15000
0,6
0,3
0,1
0,7
0,2
30

12.

В столбец 5 вносится величина вm = 8…12
Число зубьев шестерни z1 = 18…24
Коэффициенты формы зуба УF1 и УF2 столбцы 7 и 8 выбирается
по числу зубьев шестерни Z1 и колеса Z2 по табл. 6.
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по
длине контактной линии при расчете на изгиб КF выбирается по рис.
2 в зависимости от вd = вm/z1 для кривых 1а или 1в.
В таблицу добавляется еще один столбец 22, куда вносится угол
наклона зуба . Как правило открытые передачи выполняются
прямозубыми и = 0.

13.

Крутящий момент на ведущем шкиве Т1, Н.мм. Как правило
ведущийй шкив расположен на валу электродвигателя и в таблицу
вносится крутящий момент с вала электродвигателя Т1 = 26700Н.мм.
Внесем в столбец 1.
В ременных передачах обычно пользуются величиной
передаточного отношения i. Внаших расчетах i =u = 2 – столбец 2.
Частота вращения ведущего шкива n1 мин-1 (вала
электродвигателя). Из табл. 7 (1) n1 = 1430 мин-1.

14.

Контрольные вопросы:
• Что понимается под параметрами T2 и n1, и как они выбираются?
• Как выбираются материалы для цилиндрических и конических закрытых
передач?
• Как выбираются материалы для цилиндрических и конических открытых
передач?
• Как выбираются материалы для колес червячных передач и червяков?
• В зависимости от чего выбираются коэффициенты неравномерности
распределения нагрузки по длине контактной линии?
• Как выбираются коэффициенты безопасности при расчете допускаемых
напряжений на контактную прочность и на изгиб?
• Как учитывается переменный режим работы при расчете механических
передач?
• Каковы особенности расположения шестерни и колеса в конических
передачах?
• На какой вид деформаций ведется расчет открытых зубчатых передач?
• Что такое скорость скольжения в червячных передачах?
• Какие типы ременных передач Вы знаете?