1. Длина зуба больше, чем у прямозубой. Следовательно, при тех же габаритах можно передать большую мощность.
2. Плавающий точечный контакт зубьев обеспечивает большую плавность зацепления, позволяет работать на более высоких скоростях.
Вывод: механическая передача с косозубым зацеплением имеет большую производительность.
3. Особенности в зацеплении:
3.1. - угол наклона зуба (от до ).
3.2. Косозубое колесо имеет 2 модуля:
торцовый модуль - измеряется в плоскости торца зубчатого колеса:
нормальный модуль - измеряется в плоскости, перпендикулярной линии зуба..
4. Особенности в усилиях. Силу взаимодействия между зубьями раскладывают на 3 составляющие:
а) Окружную силу .
б) Радиальную силу .
в) Осевую силу .
Расчеты закрытой цилиндрической косозубой зубчатой передачи.
При расчете зубчатой передачи необходимо обеспечить 2 условия:
1. Условие контактной выносливости боковых поверхностей зубьев:
- рабочее контактное напряжение.
- допускаемое контактное напряжение.
Это условие обеспечивает отсутствие выкрашивания боковых поверхностей зубьев.
2. Условие прочности зуба на изгиб.
- рабочее напряжение изгиба в корне зуба.
- допускаемое напряжение изгиба.
Это условие обеспечивает отсутствие излома зуба.
Помимо этих расчетов необходимо:
1. Наличие смазки зубчатого зацепления.
2. Правильно выбрать материал для шестерни и зубчатого колеса и назначить соответствующую термообработку.
Рекомендуется для шестерни и колеса выбрать одинаковый материал, но с разной термической обработкой зубьев: зубья шестерни подвергаются улучшению, а зубья колеса – нормализации, в результате твердость поверхности зубьев шестерен будет выше твердости поверхности зубьев колеса на 30-50HB.
Таблица 29. Алгоритм расчёта закрытой цилиндрической косозубой передачи на контактную выносливость.
Определяемый параметр. | Расчётная формула. | Примечание. |
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и зубчатого колеса | Величины твёрдостей по таблице 30, приняв для шестерни улучшение, а для зубчатого колеса нормализацию. КНL = 1 – коэф. эксплуатации. - коэф. безопасности. | |
Расчётное допускаемое контактное напряжение Н/мм2 | - | |
Вращающий момент на валу зубчатого колеса М2, Нм | η – КПД зубчатой передачи по таблице 13. | |
Межосевое расстояние передачи мм. | Полученное значение следует скорректировать по ГОСТу 2185-66 из таблицы 31. | Ка = 43 – коэффициент косозубого зацепления. -коэффициент ширины венца зубчатого колеса по отношению к межосевому расстоянию. КН = 1,2 – коэф. нагрузки. |
Нормальный модуль зацепления mn, мм. | Полученное значение нормального модуля следует скорректировать по ГОСТу 9563-60 из таблицы 31. | |
Число зубьев шестерни z1 | - угол наклона зубьев. Полученное значение следует округлить до целого числа. При этом . | |
Число зубьев зубчатого колеса z2 | Полученное значение следует округлить до целого числа. | |
Уточнённое значение угла наклона зубьев β | Величина угла β должна быть в пределах . | |
Делительные диаметры шестерни и зубчатого колеса d1, d2, мм. | - | |
Диаметры окружностей выступов шестерни и зубчатого колеса da1, da2, мм. | - | |
Диаметры окружностей впадин шестерни и зубчатого колеса df1, df2, мм. | - |
Ширина венца зубчатого колеса b2, мм. | Полученное значение округлить до целого числа. | |
Ширина шестерни b1, мм. | - | |
Коэффициент ширины шестерни по диаметру делительной окружности . | - | |
Окружная скорость v, м/с. | При скорости до 10 м/с следует принять 8 степень точности передачи. | |
Коэффициент нагрузки КН. | КНα – таблица 33; КНβ – таблица 32; КНv – таблица 34. | |
Рабочее контактное напряжение , Н/мм2. | - | |
Проверка контактной выносливости зубчатой передачи. | Недогрузка в пределах 15% перегрузка в пределах 5%. | |
Окружное усилие Ft, H. | - | |
Радиальное усилие Fr, H. | - угол зацепления. Cosβ – уточнённое значение. | |
Осевое усилие Fa, H. | - |
Таблица 30. Термообработка и твёрдость [11].
Марка стали. | Твёрдость НВ. | Термообработка. |
Сталь 45 | 190 | Нормализация. |
Сталь 45 | 230 | Улучшение. |
Сталь 40Х | 240 | Нормализация. |
Сталь 40Х | 270 | Улучшение. |
Таблица 31. Стандартные ряды чисел для межосевого расстояния ГОСТ 2185-66
и нормального модуля ГОСТ 9563-60 [11].
Межосевое расстояние , мм. | 80;100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; – 1 ряд 71; 90; 112; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 560 – 2 ряд. |
Нормальный модуль mn, vv/ | 1; 1,25; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 16; 20 – 1 ряд. 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22 – 2 ряд |
Таблица 32. Коэффициент КН β [11].
0,4 | 0,6 | 0,8 | 1 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2 | |
1 | 1,02 | 1,03 | 1,04 | 1,05 | 1,07 | 1,09 | 1,11 | 1,14 |
Таблица 33. Коэффициент КНα [11].
Степень точности. | Окружная скорость v, м/с. | ||||
До 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | |
6 | 1 | 1,02 | 1,03 | 1,04 | 1,05 |
7 | 1,02 | 1,05 | 1,07 | 1,1 | 1,12 |
8 | 1,06 | 1,09 | 1,13 | - | - |
9 | 1,1 | 1,16 | - | - | - |
Таблица 34. Коэффициент КН v [11].
Скорость v, м/с | До 5 | 10 | 15 | 20 |
КНv | 1 | 1,05 | 1,07 | 1,1 |
Задача для самостоятельного решения. Рассчитать косозубую зубчатую передачу по данным, полученным при расчёте кинематической цепи, или из таблицы 35.
Таблица 35. Варианты задания 5.3. пример 3.
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Р1, кВт | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 5,5 | 6 | 6,5 | 7 | 7,5 | 8 | 8,5 | 9 |
n1,об/мин | 750 | 760 | 780 | 650 | 640 | 620 | 600 | 560 | 580 | 520 | 500 | 480 | 590 | 630 | 450 |
u | 3 | 4 | 5 | 6 | 5 | 4 | 3 | 4 | 5 | 6 | 5 | 4 | 3 | 4 | 5 |
Вариант | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
Р1, кВт | 9,5 | 10 | 2,8 | 3,2 | 3,6 | 4,4 | 5,8 | 6,3 | 7,4 | 8,8 | 9,2 | 9,5 | 9,8 | 10,4 | 10,8 |
n1,об/мин | 420 | 400 | 800 | 760 | 770 | 780 | 690 | 660 | 630 | 560 | 580 | 490 | 520 | 500 | 600 |
u | 6 | 5 | 4 | 3 | 4 | 5 | 6 | 5 | 4 | 3 | 4 | 5 | 6 | 5 | 4 |
Дата: 2019-11-01, просмотров: 286.