Практическая работа № 11
Тема:проектировочный расчет цилиндрической зубчатой передачи при заданном межосевом расстоянии.
Цель работы: научиться выполнять расчет цилиндрической зубчатой передачи при заданном межосевом расстоянии.
Исходные данные:
1. Межосевое расстояние.
2. Мощность на ведомом валу.
3.Частота вращения ведомого вала.
Таблица 11.1. Исходные данные
| Вариант | aω | Р2 | n2 | Вариант | aω | Р2 | n2 |
| 4,8 | 3,4 | ||||||
| 4,5 | 3,3 | ||||||
| 4,2 | 3,2 | ||||||
| 3,9 | 3,1 | ||||||
| 3,8 | 3,0 | ||||||
| 3,7 | 2,9 | ||||||
| 3,6 | 2,8 | ||||||
| 3,5 | 2,7 |
Порядок выполнения работы:
1.Выбирают материалы колёс и назначают термообработку.
2. Определяют допускаемые напряжения:
2.1 Выбирают по таблице число циклов напряжений 
2.2 Определяют число циклов нагружения зубьев колес за весь срок службы
N=573*ω*L 
, L 
= 10000…40000 часов.
2.3 Определяют коэффициент долговечности 
и 
:
( это при твердости HB<350HB)
при твердости HB>350HB
2.4 По таблице определяют 
и 
3. Задаются коэффициентом 
4. Вычисляют 
; и предварительные основные размеры колеса:
5. Определяют модуль.
m 
(для прямозубых передач) где 
6. Определяют число зубьев шестерни и колеса. 
7. Вычисляют фактические основные геометрические размеры передачи. Длительные диметры подсчитываю до 0,01 мм.
8. Проверяют пригодность заготовок колес.
9. Проверяют пригодность заготовок колёс и назначают степень точности изготовления.
10. Определяют окружную скорость колёс и назначают степень точности изготовления.
11. Вычисляют силы в зацеплении:
12. Определяют расчетные контактные напряжения 
зоне зацепления зуба.
13. Определяют расчетные напряжения изгиба 
оснований зубьев шестерни и колеса. Если 
, то изменяют значение модуля, соответственно изменяя 
и 
и повторяют расчет передачи на изгиб. При этом межосевое расстояние 
, не изменяется, а следовательно, не нарушается прочность передачи.
Таблица 11.1. Механические характеристики некоторых марок сталей для изготовления зубчатых колёс и других деталей.
| Марка стали | Вид заготовки | Размеры заготовки, мм | Термооб- работка | Твердость зубьев | Механические характеристики. к/мм2 | ||||
| Dпред | Sпред | Сердцевины | Поверхности | σН | σН | σН | |||
| 40Л | Литье | Любое | Нормализация | 163…207НВ | 163…207НВ | ||||
| Поковка » | Улучшение » | 235…262 НВ 269…302 НВ | 235…262 НВ 269…302 НВ | ||||||
| 40Х | Поковка » » | Улучшение » Улучшение и закалка т.в.ч | 235…262 НВ 269…302 НВ 269…302 НВ | 235…262 НВ 269…302 НВ 45…50 HRC | |||||
| 40XН 35ХМ | Поковка » » | Улучшение » Улучшение и закалка т.в.ч | 235…262 НВ 269…302 НВ 269…302 НВ | 235…262 НВ 269…302 НВ 48…53 HRC | |||||
| 40ХНМА | Поковка | Улучшение и закалка т.в.ч | 269…302 НВ | 50. ..56 HRC | |||||
| 20Х 20ХМЛ 18ХГТ | 11оковка | Улучшение и закалка т.в.ч | 300…400 НВ | 56…63 HRC |
[GH]=(GHO/[SH])KHL ; [GF]=(GFO/[SF])KFL
Таблица 11.2. Выбор материала, термообработки и твёрдости.
| Термообработка | Марка сталей | GHO, н/мм2 | [SH] | GFO, н/мм2 | [Sf] | |
| Нормализация улучшение | 45; 40х; 40хн; 35хм и тд. | 2 НВ + 70 | 1,1 | 1,8 НВ | 1,75 для поковок и штамповок | |
| Закалка ТИЧ по контору зубьев | 40х;35хм; 40хн;45хц; и др. | 17HRC + 200 | 1,2 | |||
| 2.3 для литых заготовок | ||||||
| Закалка ТВЧ сквозная (m<Змм ) | ||||||
| Цементация и закалка | 20; 20; 18 и др. | 23 HRC | 1,2 |
Таблица 11.3. Значение коэффициента КFВ.
| Расположение зубчатого колеса относительно опор | Твёрдость поверхности зубьев колеса | Ψa=b2/d1 | |||||
| 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | ||
| Симметричное | <350 | 1,01 | 1,03 | 1,05 | 1,07 | 1,14 | 1,26 |
| >350 | 1,02 | 1,04 | 1.08 | 1,14 | 1,30 | - |
Для прямозубых передач:
КFU=1,4 при твёрдости зубьев колеса < 350НВ
КFU=1,2 при твердости зубьев колеса > 350НВ
Таблица 11.4. Значение коэффициента КHB.
| Расположение зубчатого колеса относительно опор | Твёрдость поверхности зубьев колеса | Ψa=b2/d1 | |||||
| 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | ||
| Симметричное | <350 | 1,01 | 1,02 | 1,03 | 1,04 | 1,07 | 1,11 |
| >350 | 1,01 | 1,02 | 1,04 | 1,07 | 1,16 | 1,26 |
Для прямозубых передач:
КFU = 1,2 при твёрдости зубьев колеса < 350НВ
КFU =1,1 при твёрдости зубьев колеса > 350НВ
Таблица 11.5. Значение коэффициента формы зуба УF.
| Z | ¥ | ||||||||
| УF | 4,28 | 4,07 | 3,90 | 3,70 | 3,62 | 3,61 | 3,61 | 3,62 | 3,63 |
Вопросы для самоконтроля при подготовке к защите работы:
1. Каков стандартный исходный профиль рейки эвольвентного зацепления?
2. Что называется окружным шагом и модулем зубчатого зацепления?
3. Каково влияние числа зубьев шестерни на их форму и прочность?
4. С какой целью производят смазывание зубчатых передач?
5. Как определяется передаточное число?
6. Какова зависимость между вращающими моментами на ведущем и ведомом валах передачи?
return false">ссылка скрыта
Литература:
1. Курсовое проектирование деталей машин: справочное пособие. Часть1/ А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Высшая школа, 1982 г.
2. машин: Справочное пособие. Часть2/ А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Высшая школа, 1982 г.
3. Куклин Н.Г. , Кулина Г.С. Детали машин; Учебник для машиностроительных техникумов – 4-е издание, переработанное и дополненное, Высшая школа 1987 г.
4. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных техникумов/ С.А. Ченавских , К.Н.Боков, И.М. Чернин и др.-2-е издание, переработанное и дополненное.-М.: машиностроение, 1987 г.
Лабораторная работа №4
Тема: определение исполнительных размеров для изношенной червячной передачи.
Цель: научиться определять исполнительные размеры восстановления изношенной червячной передачи.
Оборудование: штангенциркуль, линейка.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить теоретическую часть расчета червячных передач.
2. Произвести необходимые измерения изношенного червяка и червячного колеса.
3. Произвести расчет червячной передачи.
4. Оформить отчет о выполненной работе.
Содержание отчета:
1. Наименование работы.
2. Цель работы.
3. Инструмент.
4. Расчет червячной передачи.
1. Определение исполнительных размеров для восстановления изношенной червячной передачи. Распознавание элементов зацепления:
1.1Обычно при ремонте машин заменять пару т.е. червяк и колесо. При этом с
целью унификации применяемого режущего инструмента рекомендуется
пересчитывать пару заново, сохраняя лишь главнейшие параметры:
а) Межосевое расстояние, aw
б) Число витков червяка, Zh
в) Число зубьев червячного колеса, Z2,
1.2 Исходные данные для распознания.
а) Межосевое расстояние, aw
б) Число витков червяка, Zh
в) число зубьев червячного колеса, Z2,
г) шаг червяка, Р,
д) диаметр вершин витков червяка, dal;
с) диаметр вершин зубьев колеса, da2
ж) наибольший диаметр червячного колеса, daм
з) длина нарезанной части червяка, I1
и) ширина венца червячного колеса, Ь;
к) высота витка червяка, hч.
1.3 При измерении шага «Р» витков червяка целесообразно производить измерения
через несколько витков, а затем разделить измеренную величину на их число.
При этом увеличивается точность измерения и исключается влияние средних
витков могущих оказаться изношенными.
1.4 Модуль определяется но формуле: m = P/p (m= hч /2,2)
Полученное значение модуля необходимо сопоставить со стандартными значениями.
Ряд стандартных значений модуля:
2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20 мм.
1.5 Определение диаметра делительной окружное колеса
d2 =mZ 2
1.6 Определение диаметра делительной окружности червяка.
d1=2aw - d2
1.7 Определение числа модулей в диаметре делительной окружности червяка
(коэффициент диаметра червяка).
q=d1/m
Полученное значение «q» необходимо сопоставить со значениями из ряда:
7,1; 8,0; 9,0; 10,0; 11,2; 12,5; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0; 22,4; 25,0.
1.8 Определение диаметра вершин зубьев колеса
da2=m(Z2 +2)
Если расчетная величина «da2» будет равна измеренной, то червячное, колесо не корригированное, в противном случае корригированное.
1.9 Определение коэффициента коррекции.
x=(da2 -d2/2m)-l =(aw /m)-(q+z2/2)
В червячной передаче корригируют только колесо и коэффициент коррекции принимают +1>x<-1
1.10 Определение диаметра вершин зубьев корригированного колеса.
da2= d2+2m(l+x)
2 Геометрический расчет червячной передачи:
2.1 Делительный диаметр червяка:
d1=qm
2.2 Диаметр вершин витков червя:
da1= d1+2m
2.3 Диаметр впадин витков червяка:
df1=d1- 2,4m
2.4 Делительный угол подъема линии витка:
tgΨ = Zl/q
2.5 Делительный диаметр червячного колеса:
d2= mZ2
2.6 Диаметр вершин зубьев червячного колеса:
da2 = d2+2m(l+x)
2.7 Наибольший диаметр червячного колеей:
dam£ da2+6m/(Z1 + 2)
Вопросы для самоконтроля при подготовке к защите работы:
1. Почему червячные передачи не рекомендуется применять при больших мощностях?
2. Из каких соображений выбирают число витков червяка?
3. Каково минимальное число зубьев червячного колеса?
4. Какие силы действуют на червяк и червячное колесо, как они направлены?
5. Каковы основные виды разрушения зубьев червячных колёс?
6. Назовите основные факторы, которые влияют на КПД червячной передачи.
7. Почему для червячных передач опасен перегрев?
8. Назовите способы охлаждения червячных передач.
9. Как выполняют корригированные червячных передач?
Литература:
1. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие. Часть 1 / А.В.Кузьмин, Н.Н.Макейчик, В.Ф.Калачев и др. - Мн.: Высшая школа, 1982 г.
2. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие. Часть 2 / А.В.Кузьмин, Н.Н.Макейчик, В.Ф.Калачев и др. - Мн.: Высшая школа, 1982 г.
3. Куклин Н.Г., Куклина Г.С..Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов - 4е издание переработанное и дополненное, Высшая школа 1987 г.
4. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С.А.Чернавский, К.Н Боков И.М., И.М.Чернин и др. - 2-е изд., переработанное и дополненное. - М.: машиностроение, 1987 г.