Сыркин В.В., Никитин В.Н., Захарова Н.В. Расчет конических зубчатых передач транспортно-технологических машин - файл n1.doc

приобрести
Сыркин В.В., Никитин В.Н., Захарова Н.В. Расчет конических зубчатых передач транспортно-технологических машин
скачать (4401.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc4402kb.18.09.2012 19:12скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
В.В. Сыркин, В.Н. Никитин, Н.В. Захарова




РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
Учебное пособие


Рис.3. Параметры червяка


Федеральное агентство по образованию

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)



В.В. Сыркин, В.Н. Никитин, Н.В. Захарова
РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

Учебное пособие
Омск

Издательство СиБАДИ

2008




Рис.3. Параметры червяка

У
Рис.3. Параметры червяка
ДК 621.833.1

ББК 34.441

Р 24


Рецензенты:

Проф. Э.А. Кузнецов (ОТИИ);

канд. техн. наук, доц. А.А. Дегтярев (ОмГАУ)


Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве методических указаний для студентов специальностей 190201, 190205, 190601, 190603, 140501.

ISBN 978–5–93204–376–9


Р 24 Расчет конических зубчатых передач транспортно-технологических машин / В.В. Сыркин, В.Н. Никитин, Н.В.Захарова.– Омск: Изд-во СибАДИ, 2008.– 68 с.


Учебное пособие по структуре, содержанию и методике ориентировано на программу курса «Детали машин и основы конструирования». Содержат справочные таблицы и данные на основе нормативных документов, принятых в практике конструирования. В методические указания включен раздел по расчету и проектированию конической зубчатой передачи c использованием системы автоматизированного проектирования машин APM WinMachine и T-FLEX CAD.

Учебный материал изложен в форме, наиболее удобной при изучении, расчете и проектировании конической зубчатой передачи. Для лучшего усвоения методики приведён пример расчета передачи.


Табл.23. Ил.21. Библиогр.: 10 назв.

ISBN 978–5–93204–376–9  В.В. Сыркин, В.Н. Никитин,

Н.В. Захарова, 2008

У
Рис.3. Параметры червяка
ДК 621.833.1

ББК 34.441

Р 24

Рецензенты:

проф.Э.А. Кузнецов (ОТИИ);

канд. техн. наук, доц. А.А. Дегтярев (ОмГАУ)

Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия для студентов специальностей 190201, 190205, 190601,190603, 140501.


Р 24 Расчет конических зубчатых передач на прочность / В.В. Сыркин, В.Н. Никитин, Н.В.Захарова: Учебное пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. – 68 с.
ISBN 978–5–93204–376–9
Учебное пособие по структуре, содержанию и методике ориентировано на программу курса «Детали машин и основы конструирования». Содержат справочные таблицы и данные на основе нормативных документов, принятых в практике конструирования. В учебное пособие включен раздел по расчету и проектированию конической зубчатой передачи c использованием системы автоматизированного проектирования машин APM WinMachine и T-FLEX CAD.

Учебный материал изложен в форме, наиболее удобной при изучении, расчете и проектировании конической зубчатой передачи. Для лучшего усвоения методики приведён пример расчета передачи.


Табл. 23. Ил. 21. Библиогр.: 10 назв.
ISBN 978–5–93204–376–9  В.В. Сыркин, В.Н. Никитин,

Н.В. Захарова, 2008



Оглавление


62

63

65

ВВЕДЕНИЕ 69

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 70

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНИЧЕСКИХ 75

ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 75

2.1. Выбор материала зубчатых колес и вида термообработки 75

2.2. Определение допускаемых напряжений 80

2.3. Выбор угла наклона зубьев 83

2.4. Выбор коэффициента ширины зубчатого венца 84

2.5. Проектировочный расчет на контактную прочность 84

2.6. Определение окружной скорости зубчатых колес 89

2.7. Выбор степени точности зубчатых колес 90

2.8. Проверочные расчеты зубчатой передачи 90

2.9. Определение усилий зубчатого зацепления 96

3. ПРИМЕР РАСЧЕТА КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ 97

3.1. Выбор материала и термообработки зубчатых колес 97

3.2. Определение допускаемых напряжений 98

3.3. Выбор угла наклона зубьев 99

3.4. Выбор коэффициента ширины зубчатого венца 99

3.6. Определение окружной скорости зубчатых колес 102

3.7. Выбор степени точности зубчатых колес 102

3.8. Проверочные расчеты зубчатой передачи 102

3.9. Определение усилий в зацеплении 105

4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ 105

И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ 105

В СРЕДЕ АРМ WinMachine 105

4.1.Возможности модуля АРМ WinTrans 106

4.2. Структура меню АРМ WinTrans 110

4.3. Последовательность работы в АРМ WinTrans 111

Работа в модуле АРМ WinTrans осуществляетсяч в следующей последовательности. 111

4.3.1. Сведения об информационных окнах 123

127

5. CОЗДАНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ КОНИЧЕСКОЙ
ПЕРЕДАЧИ В СИСТЕМЕ T-FLEX CAD 127

Главная панель системы T-FLEX CAD содержит системную панель, инструментальную панель, текстовое меню, окно текущего чертежа и служебные окна, а также позволяет получить ряд дополнительных необходимых для работы сведений. 130

Поле окон системы T-FLEX CAD представлено на рис. 5.1. 130

5.4. Последовательность построения трехмерной модели 131

Работа по построению трехмерной модели осуществляется в большинстве случаев в следующей последовательности. 131

1. Выполняется базовый параметрический двумерный чертеж модели. 131

Контрольные вопросы 72

Библиографический список 74


ВВЕДЕНИЕ




В современной инженерной практике конические передачи широко применяются в редукторах общего назначения, вертолетах, строительных и сельскохозяйственных машинах, автомобилях, металлообрабатывающих станках.


Цель настоящего учебного пособия – изложить в лаконичной форме учебный материал, касающийся расчета и проектирования конических передач, и помочь формированию умений и навыков, необходимых в инженерной деятельности.

Подробно рассмотрены операции по выбору материалов колес передачи и допускаемых напряжений, определению геометрических параметров передачи и ее составляющих, коэффициента полезного действия передачи и сил в зацеплении.

Термины, обозначения и расчёт геометрических параметров конической передачи соответствуют действующим стандартам.

В пособие включен раздел по расчету и проектированию конической передачи c использованием программнных продуктов – системы автоматизированного проектирования машин APM WinMachine и системы T-FLEX CAD, что позволяет существенно экономить время за счет исключения ручных расчетов при решении многовариантных задач с целью нахождения оптимального варианта при проектировании, а также использовать графические возможности систем – получение рабочих чертежей составляющих элементов передачи и графиков, характеризующих передачу.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ



Конические зубчатые передачи (рис. 1.1, 1.2) обеспечивают возможность передачи вращающего момента между валами, оси которых пересекаются в пространстве. Угол между осями ? = 1 +2 обычно равен 900, но возможен угол пересечения и отличный от 900.


Рис. 1.1. Коническая

передача

По сравнению с цилиндрическими конические передачи имеют большую массу и габаритные размеры. Выполнить коническое зацепление с той же степенью точности, что и цилиндрическое, значительно труднее: наряду с обеспечением допусков на размеры зубьев требуется выдержать допуски на углы ?, 1 и 2 и при монтаже необходимо обеспечить совпадение вершин конусов (при этом следует иметь в виду, что нарезание прямозубых конических колес осуществить сложнее, чем колес с круговыми зубьями). Пересечение осей валов усложняет расположение опор: одно из конических колес, обычно шестерню, располагают консольно. Это ведет к повышению деформации консольного вала, увеличению неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца (что определяет усиление шума при работе передачи) и, как следствие, к возникновению в коническом зацеплении осевых сил, дополнительно нагружающих подшипники. В силу перечисленных выше причин нагрузочная способность конической прямозубой передачи приблизительно на 15% ниже цилиндрической.

Н
Рис. 1.2. Схема зацепления конических колес
есмотря на перечисленные недостатки и сложности при изготовлении и монтаже, конические передачи широко используются. Применение конических передач определяется областью создания конструкций, в которых необходимо расположение осей валов под углом в пространстве – в редукторах общего назначения, вертолетах, автомобилях, строительных и сельскохозяйственных машинах, металлообрабатывающих станках.

Зацепление конических колес (см. рис. 1.2) можно представить как качение без скольжения конусов с углами при вершинах 21 и 22.

Эти конусы называются начальными. Линия касания этих конусов ОЕ называется полюсной линией, или мгновенной осью, в относительном вращении колес.

Основное применение получили ортогональные передачи с суммарным углом между осями ? = 1 +2 = 90°.

Конические зубчатые передачи выполняют без смещения исходного контура (х1 = 0; х2 = 0) или равносмещенными (х1+ х2 = 0, т.е. х1 = – х2). Поэтому начальные конусы совпадают с делительными.

Конические колеса выполняют прямозубыми, с косыми (тангенциальными) и с круговыми зубьями (рис. 1.3). Передачи с прямыми зубьями применяют при окружных скоростях до 3 м/с (в прямозубых передачах с повышенной точностью – до 8 м/с). Колеса с косыми (тангенциальными) зубьями используют редко, т.к. они очень чувствительны к погрешностям изготовления и монтажа и трудоемки в изготовлении. При окружных скоростях более 3 м/с в основном применяют зубчатые колеса с круговыми зубьями. Они проще в изготовлении и монтаже, их зубья отличаются высокой изгибной прочностью, и для передач с такими колесами характерна высокая плавность зацепления. Существенный недостаток передач с косыми и круговыми зубьями – возникающие в них осевые усилия при изменении направления вращения колес меняются по значению и направлению.


а

б

в

Рис. 1.3. Конические зубчатые передачи: а – с прямыми зубьями;

б – с косыми (тангенциальными ) зубьями; в – с круговыми зубьями
Исходный контур конических зубчатых колес. Частным слу-чаем является коническая передача, коническое колесо которой имеет угол начального конуса 2 = 180°. Такое колесо называется плоским (рис. 1.4, а, б, в). Его делительный конус превратился в плоский диск, а число зубьев эквивалентного цилиндрического колеса равно бесконечности. Зубчатый венец плоского колеса превратится в рейку, зубья которой имеют прямолинейный профиль. Такая рейка принята в качестве исходного контура, как и в цилиндрических передачах.

Конические колеса с прямыми зубьями и внешним окружным модулем me > 1 мм выполняют по ГОСТ 13754-81 со сле­дующими па-раметрами (см. зацепление эвольвентных зубчатых колес): = 20°; = 1; = 0,2; = 0,2 (угол профиля, коффициент высоты головки и ножки зуба, коэффициент радиального зазора и радиуса скругления).

Конические колеса с круго­выми зубьями и модулем в нормальном сечении > 1 мм выполняют по ГОСТ 16202-81 со следующими параметрами: = 20°; = 1; = 0,25; = 0,25. Нормальное расчетное сечение и угол наклона m выбирают на расстоянии (см. рис. 2.2, в).



а

б

в


Рис. 1.4. Осевая форма зубьев и формы производящих колес
Нарезание зубьев прямозубых колес выполняют двумя резцами, имеющими профиль впадины исходного контура. Каждый резец обрабатывает одну сторону зуба и движется возвратно-поступательно в противофазе другому резцу. Направляющие резцов разводят при настройке станка на угол, соответствующий окружному (расчетному) модулю на дополнительном конусе.

Нарезание круговых зубьев производят резцовой головкой с ди-аметром планшайбы (рис. 2.2, в), на которой неподвижно установлены резцы. Резание (снятие стружки) реализуют вращением головки относительно своей оси. Расчетные размеры зубьев – в нормальной плоскости ON .

При нарезании заготовка обкатывается воображаемым плоским производящим колесом, форму которого воспроизводит режущий инструмент. Радиус плоского колеса равен размеру , число зубьев

.

Число зубьев может быть дробным (вычисляется точно), так как обкатка каждого зуба осуществляется последовательно. Специфи-ка зубонарезания требует > 20, а для ответственных передач – не менее 30. Это необходимо учитывать при выборе чисел зубьев колес.

Режущие зубья инструмента не могут менять высоту при движении от торца к вершине конуса. При постоянной высоте зубья инструмента могут двигаться параллельно какой-либо образующей конуса зубчатого колеса. При этом воспроизводится форма производящего колеса. В зависимости от типа зуборезного станка и метода нарезания применяют плоское производящее колесо, плосковершинное, плоское плосковершинное. Форма плоского колеса при нарезании определяет разную осевую форму зуба конического колеса.

Осевая форма зуба I, II или III выбирается при проектировании.

Осевую форму I (пропорционально понижающуюся) (рис. 1.4, а) применяют для конических передач с прямыми и тангенциальными (косыми) зубьями и для передач с круговыми зубьями при нормальном модуле , угле наклона линии зуба на среднем диаметре ° и общем числе зубьев zс от 20 до 100. Для этой формы характерны нормальные понижающиеся зубья и совпадение вершин делительного конуса и конуса впадин зубьев. Образующая конуса вершин зубьев проходит параллельно образующей конуса впадин зубьев сопряженного колеса, что обеспечивает постоянство радиального зазора по всей длине зуба. Это позволяет увеличить радиус закругления у корня зуба и повысить его изгибную прочность.

Осевая форма II (понижающаяся) (рис. 1.4, б) характеризуется равноширокими зубьями и несовпадением вершин делительного и внутреннего (впадин зубьев) конусов. При этом ширина впадины постоянная, а толщина зуба по делительному конусу увеличивается пропорционально расстоянию от вершины. Это основная (применяемая в массовом производстве) форма для колес с круговыми зубьями при = 0,4...25 мм; 24. Она обеспечивает оптимальную прочность на изгиб во всех сечениях и увеличивает производительность при нарезании колес, так как позволяет одним инструментом (наборной фрезой) обрабатывать одновременно обе поверхности зубьев.

Осевой форме III (равновысокой) (рис. 1.4, в) присущи равновысокие зубья, так как образующие конусов делительного, впадин и вершин параллельны. Высота зуба постоянна по всей длине. Такая форма применяется для круговых зубьев при = 2...25; zс  и средних конусных расстояниях от 75 до 750 мм.

Для конических колес удобнее задавать и измерять размеры зубьев на внешнем торце. Так, в колесах с зубьями формы I задают внешний окружной модуль , значение которого может быть нестандартное. В колесах с зубьями формы II принято применять нормальный модуль на середине ширины зубчатого венца.

Между модулями и  существует зависимость:

, где – коэффициент относительной ширины колеса; b – ширина зубчатого венца; – внешнее конусное расстояние; – угол наклона линии зуба.

Выбирая , следует помнить, что его увеличение улучшает плавность зацепления, но при этом возрастает осевое усиление в зацеплении и, как следствие, увеличиваются габаритные размеры подшипниковых узлов.

Передаточное число

и = z2 /z1,

где z1, z2 – соответственно число зубьев шестерни и колеса.

Для конической прямозубых передач рекомендуют принимать значения и = 2…3, для передач с косыми и круговыми зубьями до 6,3.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


В.В. Сыркин, В.Н. Никитин, Н.В. Захарова
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации