Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕриложение

–ј—„®“ „≈–¬я„Ќџ’ ѕ≈–≈ƒј„

ћетодические указани€ по курсу "ƒетали машин и основы конструировани€"

ƒл€ студентов специальностей 150700 - Ћокомотивы

150800 - ¬агоны

170900 - ѕодъЄмно-транспортные,

строительные и

дорожные машины и

оборудование

181400 - Ёлектрический транспорт

железных дорог.

 

—оставители: “олстоногов ј.ј.,

янковский ¬.¬.,

‘Єдоров ¬.¬.,

Ќазарова Ќ.¬.,

∆арков ћ.—.

 

—амара 2004 г.

”ƒ  621.81.

ћетодические указани€ к выполнению расчЄтно-графических работ и курсового проекта по дисциплине "ƒетали машин" дл€ студентов специальностей 150700, 150800, 170900 / —оставители “олстоногов ј.ј., янковский ¬.¬., ‘Єдоров ¬.¬., Ќазарова Ќ.¬., ∆арков ћ.—. —амара, —ам√јѕ—, 2004.- 11 с.

 

”тверждено на заседании кафедры, протокол є8 от 11 ма€2004г.

ѕечатаетс€ по решению редакционно-издательского совета академии.

 

 

—оставители: “олстоногов јндрей јрленович,

янковский ¬иктор ¬ладимирович,

‘Єдоров ¬иктор ¬асильевич,

Ќазарова Ќадежда ¬ладимировна,

∆арков ћихаил —ергеевич

 

 

–ецензенты: ƒоцент кафедры ќ ћ —√ј”

ƒоцент кафедры механики —ам»»“

 

–едактор: Ўимина ».ј.

 

ѕодписано в печать 33.33.2002 ‘ормат 60х84 1.16

Ѕумага писча€. ”сл. п. л. 0,69

“ираж 400 экз. «аказ є

 

© —амарска€ √осударственна€ јкадеми€ ѕутей —ообщени€, 2004.

 

ќ√Ћј¬Ћ≈Ќ»≈

¬¬≈ƒ≈Ќ»≈.................................... 3

1. ћ≈“ќƒ» ј –ј—„≈“ј „≈–¬я„Ќќ… ѕ≈–≈ƒј„»..... 3

2. ѕ–»ћ≈– –ј—„≈“ј.............................. 6

Ћ»“≈–ј“”–ј................................... 8

ѕ–»Ћќ∆≈Ќ»≈................................. 9

 

¬¬≈ƒ≈Ќ»≈

 

Ќар€ду с зубчатыми передачами широкое применение в приводах различных машин и устройств получили черв€чные передачи.

¬ цел€х предотвращени€ усталостного выкрашивани€ поверхности зуба черв€чного колеса, черв€чные передачи рассчитываютс€ на поверхностную выносливость (контрастную прочность). ƒл€ всех черв€чных передач, кроме ручных и с числом зубьев колеса более 100, этот расчЄт €вл€етс€ проектным. ƒл€ предотвращени€ излома зубьев колеса они провер€ютс€ на прочность по напр€жени€м изгиба.

¬ насто€щих методических указани€х изложена методика и контрольный пример расчета черв€чной передачи.

 

 

1. ћ≈“ќƒ» ј –ј—„≈“ј „≈–¬я„Ќќ… ѕ≈–≈ƒј„»

Ќепосредственному расчету черв€чной передачи предшествует кине≠матический расчет, т.е. определение передаточного отношени€ U и крут€щих моментов на валах черв€ка ћ1 и колеса ћ2.

–асчет черв€чной передачи производитс€ в следующей последователь≠ности:

1.1. ¬ыбираетс€ материал дл€ изготовлени€ черв€ка и черв€чного колеса (табл.1) и определ€етс€ дл€ этих материалов допускаемые напр€жени€ изгиба [s]0 » и допускаемые контактные напр€же≠ни€ [s]0 Ќ при базовом числе циклов нагружений N1 (табл. I).

1.2. ќпредел€етс€ фактическое число циклов нагружений за заданный срок работы механизма. ѕри этом исход€т из того, что за один оборот колеса каждый его зуб испытывает один цикл нагружени€.

1.3. ќпредел€ютс€ допускаемые напр€жени€ с учетом фактических условий нагружени€.

ѕри расчете допускаемых контактных напр€жений принимают

n = 8; N0 =107.

ѕри расчете допускаемых напр€жений изгиба.

n = 9; N0 =106.

≈сли N < No, то принимают N = No, тогда [s] = [s]0. ≈сли N > 25 . 107 циклов, то принимают N = 25 . 107 циклов нагружений. ¬ обоих случа€х необходимо пересчитать срок службы механизма, исход€ из прин€того значени€ N.

1.4. ¬ыбираетс€ число заходов черв€ка Z1 (обычно 1, 2 и 4) и определ€етс€ число зубьев колеса Z2.

ѕри этом следует исходить из того, что во вспомогательных передачах при Z1 = 1, Z1min = 17, в силовых передачах Z2min = 26.

Ќеобходимо учитывать также, что с увеличением числа заходов черв€ка увеличиваетс€ к.п.д. передачи и уменьшаетс€ ее самоторможение.

ѕо таблице 2 выбираетс€ коэффициент диаметра черв€ка q.

 

1.5. »з услови€ поверхностной выносливости зубьев черв€чного колеса рассчитываетс€ осевой модуль зацеплени€

 

,

 

где E = 2 E1E2 /(E1 + E2) - приведенный модуль упругости материалов черв€ка и колеса;

E1 и E2 Ц модуль упругости черв€ка и колеса соответственно;

M2 Ц номинальный крут€щий момент на валу черв€чного колеса

K = Kβ Ј KV Ц коэффициент нагрузки;

Kβ Ц коэффициент концентрации нагрузки.

 

ќриентировочно можно прин€ть = 1+(Z2 / θ)³,

где θ Ц коэффициент деформации черв€ка, выбираемый в

зависимости от Z1 и q по таблице 3;

KV = 1 ÷ 1,3 Ц скоростной коэффициент;

[σ]τ H3 Ц допускаемое контактное напр€жение материала колеса с учетом фактических условий нагружени€;

γ Ц угол подъема винтовой линии черв€ка γ = arctg (Z1 / q); α Ц угол зацеплени€.

 

1.6. ѕолученное значение осевого модул€ округл€етс€ до ближайшего большего значени€ по √ќ—“ 19036-73 (табл. 2).

 

1.7. ѕровер€етс€ выполнение услови€ прочности зубьев черв€чного колеса из услови€ прочности по напр€жени€м изгиба

δ» = 1,54 Ј (YH Ј M2 Ј K Ј cos γ. m ³ Ј q Ј Z 2) ≤ [s] »,

где YH - коэффициент прочности зуба черв€чного колеса, определ€емый по таблице 4 в зависимости от эквивалентного числа зубьев ZV = Z2 / cos³ γ,

[s] » - допускаемое напр€жение изгиба зубьев колеса с учетом

фактических условий нагружени€.

≈сли фактические напр€жени€ изгиба превышают допускаемые, принимаемые следующее большее стандартное значение осевого модул€ или большее значение коэффициента q.

 

1.8. –ассчитываютс€ геометрические параметры черв€чной передачи.

ћежосевое рассто€ние aw = m Ј ((Z2 + q)/2),

ѕараметры черв€ка:

диаметр делительного цилиндра d = m Ј q;

диаметр цилиндра вершин da1 = d1 +2 m = m (q +2);

диаметр цилиндра впадин df1 = d1 Ц 2,4 m = m (q Ц 2,4);

диаметр нарезанной части черв€ка d1 = (C1 + C2 Ј Z2) Ј m;

при Z1 = 1; 2 C1 = 11, C2 = 0,06;

при Z1 = 4 C1 = 12,5 C2 = 0,09.

ѕараметры черв€чного колеса:

диаметр делительной (начальной) окружности в среднем сечении колеса

d2 = m Ј Z2;

диаметр окружности впадин в среднем сечении колеса

df2 = d2 Ц 2,4 m = m Ј (Z2 Ц 2,4);

диаметр окружности вершин в среднем сечении колеса

du2 = d2 + 2 m = m Ј (Z2 + 2);

наибольший диаметр колеса

dam2 = da2 + (6 m / (Z1 + 2);

ширина зубчатого венца черв€чного колеса b2 = A Ј da1

при Z1 = 1; 2 A = 0,75, при Z1 = 4 A = 0,67

ѕоловина угла обхвата

δ = arcsin (b2 / da1 Ц 0,5 m)

 

1.9. –ассчитываютс€ силы, действующие в черв€чном зацеплении.

ќкружна€ сила на колесе, равна€ осевой силе на черв€ке P2 = Pa1 = 2 M2 / d2.

ќкружна€ сила на черв€ке, равна€ осевой силе на колесе P1 = Pa2 = 2 M1 / d1,

где M1 - номинальный крут€щий момент на черв€ке.

–адиальна€ сила R1 = R2 = P1 Ј tg α.

1.10. –ассчитываетс€ коэффициент полезного действи€ черв€чной передачи

η = tg α / tg (γ + φ),

где φ - угол трени€ (табл 5), завис€щий от материалов черв€ка и скорости

скольжени€ Vcк = V1 / cos γ = π Ј d1 Ј n1 / 60 Ј 1000 Ј cos γ.

 

1.11. –ассчитываетс€ тело черв€ка на прочность. ћетодика расчета аналогична методике расчета валов.

 

 

2. ѕ–»ћ≈– –ј—„≈“ј

–ассчитать черв€чную передачу. »сходные данные:

„исло оборотов вала черв€ка n1 = 1400 об/мин;

ѕередаточное число u = 32;

 рут€щий момент на валу черв€ка M1 = 1000 HЈмм;

 рут€щий момент на валу колеса M2 = 2400 HЈмм;

—рок службы передачи = 10 часов.

ѕередача нереверсивна€.

 

2.1. ¬ыбираем материал дл€ изготовлени€:

черв€ка Ц сталь 45 с закалкой “¬ „ Ќ¬— 45+55;

колеса Ц бронза ¬рќ‘ -10-1 отливка в металлическую форму.

»з таблицы 1 определ€ем механические характеристики материалов:

E1 = 2,1 10 Ќ/мм²; E2 = 1,02 10 Ќ/мм²;

[σ]0 H2 = 221 Ќ/мм²; [σ]0 »2 = 71 Ќ/мм².

 

2.2. ќпредел€ем фактическое число циклов нагружени€ зуба колеса

NE = T Ј n2 Ј60 = T Ј n1 Ј60/ u =105Ј1400Ј60/32 = 26,25Ј107 циклов.

“ак как NE > 25Ј107, принимаем NE = 25Ј107.

ѕересчитаем фактический срок службы передачи

Tф = NEu / n1 Ј 60 = 25Ј107Ј32/(1400Ј60) = 9,52Ј104 час.

 

2.3. –ассчитываем допускаемые напр€жени€ с учетом фактических условий нагружени€.

.

ƒопускаемые контактные напр€жени€ материала колеса

Ќ/мм².

ƒопускаемое напр€жение изгиба

Ќ/мм².

 

2.4. ќпредел€ем число заходов черв€ка из услови€

Z1 > Z2min / u = 26 /32.

ѕринимаем Z1 = 1. ќпредел€ем число зубьев колеса Z2 = Z1 Ј u = 1 Ј 32 = 32.

ѕо таблице 2 выбираем коэффициент диаметра черв€ка q = 12.

 

2.5. »з услови€ поверхностной выносливости рассчитываем осевой модуль черв€чного зацеплени€

 

E = 2 E1 Ј E2 /(E1 + E2) = 2Ј2,1Ј105Ј1,02Ј105/2,1Ј105+1/0,2Ј105= 1,37Ј105 Ќ/мм²;

K = Ј ; = 1 + (Z2 / Q)3. ѕринимаем Kν = 1,1.

 

 оэффициент деформации черв€ка Q выбираем по таблице 3 дл€ Z1 = 1 и q = 12,5 (близкое прин€тому q = 12).

 

Q = 157; Kβ = 1 + (32/157)³ = 1,0085; K = 1,0085Ј1,1 = 1,109.

 

–ассчитываем угол подъема винтовой линии нарезки черв€ка

γ = arctg Z1 / q = arctg 1/12 = 4∞45'49"

и модуль

.

 

ѕо √ќ—“ 19036-73 (табл. 2) принимаем осевой модуль m = 3 мм.

 

2.6. ѕровер€ем прочность черв€чного колеса из услови€ прочности по напр€жени€м изгиба.

δ » = 1,54 Ј (YH Ј M2 Ј K Ј cos γ / m ³ Ј q Ј Z2) ≤[σ] E»2.

ƒл€ определени€ коэффициента прочности зуба YH рассчитываем эквивалентное число зубьев

ZV = Z2 / cos3 γ = 32 / cos³4∞45'49" = 32,33.

 

ѕо таблице 4 YH = 1,71. “огда

σ » = 1,54 Ј (1,71 Ј 240 Ј 1,0085 Ј cos 4∞45'49" / 0,3³ Ј 12 Ј 32) = 6,12 Ќ/мм².

ѕолученное значение σ » меньше допускаемого, следовательно, прочность зубьев колеса на изгиб удовлетворительна.

 

2.7. –ассчитываем геометрические параметры передачи.

ћежосевое рассто€ние aW = m Ј ((Z2 + q) / 2) = 3 Ј ((32+12) / 2) = 66 мм.

ѕараметры черв€ка:

диаметр делительного цилиндра d1 = m Ј q = 3 Ј 12 = 36 мм;

диаметр цилиндра вершин da1 = d1 +2 m = 36+2 Ј 3 = 42 мм;

диаметр цилиндра впадин df1 = d1 -2,4 m = 36-2,4 Ј 3 =28,8 мм;

длина нарезанной части черв€ка b1 = (C1 + C2 Ј Z2) m = (11+0,06Ј32)3 = 38,76 мм;

 

т.к. Z1 = 1, принимаем; C1 = 11 C2 = 0,06. ѕринимаем b1 = 40 мм.

ѕараметры черв€чного колеса:

диаметр делительной (начальной) окружности в среднем сечении

d2 = m Ј Z2 = 3 Ј 32 = 96 мм;

диаметр окружности впадин в среднем сечении

df2 = d2 -2,4 m = 96-2,4 Ј 3 = 88,8 мм;

диаметр окружности вершин в среднем сечении

da2 = d2 +2m = 96+2 Ј 3 = 102 мм;

наибольший диаметр колеса

dam2 = da2 + 6 m / (Z1 +2) = 102 + 6 Ј 3 / (1+2) = 108 мм;

ширина зубчатого венца черв€чного колеса

b2 = A Ј da1 = 0,75 Ј 42 = 31,5 мм;

т.к. Z1 = 1, принимаем A = 0,75.

”словный угол обхвата

2 δ = 2 arcsin b1 / (da1 -0,5 m) = 2 arcsin 31,5/(42-0,5Ј3) = 102∞6'36".

 

2.8. –ассчитываем силы, действующие в зацеплении.

ќкружна€ сила на колесе, равна€ осевой силе на черв€ке

P2 = Pa1 = 2 M1 / d1 = 2 Ј 2400 / 96 = 500 H.

ќкружна€ сила на черв€ке, равна€ осевой силе на колесе

P1 = Pa2 = 2 M1 / d1 = 2 Ј 1000 / 36 = 55,5 H.

–адиальна€ сила R1 = R2 = P2 Ј tg α = 500 Ј tg 20∞ = 181 H.

 

 

2.9. –ассчитываем коэффициент полезного действи€ черв€чной передачи

η = tg α / tg (γ + φ).

ƒл€ определени€ угла трени€ рассчитываем скорость скольжени€

 

Vcк = π d1 Ј n1 /60Ј1000Јcos γ = πЈ36Ј1400/60Ј1000Јcos 4∞45'49" = 2,65 м/с.

ѕо таблице 5 дл€ вычисленной скорости скольжени€ найдЄм φ ≈ 2∞.

“огда η = tg 4∞45'49" / tg (4∞45'49") = 0,70 = 70%.

 

 

Ћ»“≈–ј“”–ј

 

1. янковский ¬.¬., ‘Єдоров ¬.¬. –асчЄт черв€чных передач на Ё¬ћ: ћетодические указани€ дл€ студентов.Ц  уйбышев:  »»“, 1987.

2. Ѕел€ков ¬.ћ., ∆арков ћ.—., ‘Єдоров ¬.¬., янковский ¬.¬. «убчатые передачи подвижного состава: ”чебное пособие дл€ студентов.  уйбышев.:  »»“, 1990.

3. ѕроектирование механических передач: ”чебное пособие дл€ машиностроительных техникумов/ ѕод ред. „ернавского —.ј.Ц ћ.: ћашиностроение, 1984.

4. –ешетов ƒ.Ќ. ƒетали машин.Ц ћ.: ћашиностроение, 1989.

5. “олстоногов ј.ј., янковский ¬.¬., ‘Єдоров ¬.¬., ∆арков ћ.—. Ћабораторные работы по курсу деталей машин.- —ам»»“, 1997.

6. Ѕиргер ».ј., Ўорр Ѕ.‘., »осилевич √.Ѕ. –асчЄты на прочность деталей машин.Ц ћ.: ћашиностроение, 1979.

7. ƒунаев ѕ.‘., Ћеликов ќ.ѕ.  онструирование узлов и деталей машин.Ц ћ.: ¬ысша€ школа, 2001.

8. “олстоногов ј.ј. ƒетали машин и основы конструировани€: конспект лекций.- —ам√јѕ—. 2003.

 

 

ѕ–»Ћќ∆≈Ќ»≈

 

“аблица 1
Ќекоторые наиболее часто примен€емые материалы дл€ изготовлени€ черв€чных колес дл€ работы в паре со стальным термообработанным черв€ком, их механические характеристики и допускаемые напр€жени€
    ћатериал колеса     —пособ отливки ћеханические характеристики [s] H, Ќ/мм² [s] -1U, Ќ/мм2
E, Ќ/мм2 s , Ќ/мм2 s ¬, Ќ/мм2 —корость скольжени€ V, м/с
0,5            
Ѕр.ќ‘10-1 в землю 1,02∙105     -- -- (128+157) -- --  
Ѕр.ќ‘10-1 в мет.форму     -- -- (186+221) -- --  
Ѕр.ќЌ‘10 ÷-б. литьЄ     -- --   -- --  
Ѕр.ј∆9-4Ћ в землю                    
— „ 12-28 -- 1,15∙105 --         -- -- -- --  
— „ 15-32 -- --         -- -- -- --  
−— „ 18-36 -- -- --   -- -- -- -- -- --  
Ќаибольшее предельное допустимое значение [s] H принимаетс€ при твердости HRC 45. ћодуль упругости первого рода дл€ сталей = 2,1Ј10 Ќ/мм².

 

“јЅЋ»÷ј 2
–€ды стандартизированных основных параметров черв€чной передачи
ћодуль осевой m, мм (√ќ—“ 19036-73) ќсновной р€д: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20. ƒопускаетс€ р€д: 1,5; 3; 6; 12.
   оэффициент диаметра черв€ка q (√ќ—“ 19036-73)   ќсновной р€д: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25. ƒополнительный р€д: 7,1; 9; 11,2; 14; 18; 22,4. ƒопускаетс€ р€д: 7; 11; 12.

 

“јЅЋ»÷ј 3
 оэффициент деформации черв€ка Θ
„исло заходов «начени€ коэффициента диаметра черв€ка q
Z1 7.1         12.5  
               
               
               
               

 

 

“јЅЋ»÷ј 4
 оэффициенты прочности зубьев черв€чных колес YH при различных эквивалентных числах зубьев ZV
ZV YH ZV YH ZV YH ZV YH
20 1,98 30 1,76 40 1,55 80 1,34
24 1,88 32 1,71 45 1,48 100 1,30
25 1,85 35 1,64 50 1,45 150 1,27
28 1,80 37 1,61 60 1,40 300 1,24

 

 

“јЅЋ»÷ј 5
 оэффициенты трени€ ƒ и углы трени€ φ = arctg ƒ дл€ стального черв€ка и колеса из бронзы
Vск, м/с ƒ φ
0,01 0,1 0,25 0,5 1,5 2,5 0,10 Ц 0,12 0,08 Ц 0,09 0,065 Ц 0,075 0,055 Ц 0,065 0,045 Ц 0,055 0,04 Ц 0,05 0,035 Ц 0,045 0,03 Ц 0,04 0,028 Ц 0,035 0,023 Ц 0,03 0,018 Ц 0,026 0,016 Ц 0,024 0,014 Ц 0,020 5º40 - 6º50 4º30 - 5º10 3º40 - 4º20 3º10 - 3º40 2º30 - 3º10 2º20 - 2º50 2º00 - 2º30 1º40 - 2º20 1º30 - 2º00 1º20 - 1º40 1º00 - 1º30 0º55 - 1º20 0º50 - 1º10

 

 



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
 | —тади€ конденсации нормального масл€ного альдегида в 2 - этилгексеналь (секци€ 200)
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-06; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 515 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

„то разум человека может постигнуть и во что он может поверить, того он способен достичь © Ќаполеон ’илл
==> читать все изречени€...

2273 - | 2087 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.108 с.