Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расчет зубчатых и червячных передач. Цилиндрические зубчатые передачи

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
3.71 Mб
Скачать

Для косоэубых колес с углом р*=8-н15° с достаточной степенью точности можно принимать

Коэффициент перекрытая, характеризующий число пар зубьев, одновременно находящихся и зацеплении, о косозубых колесах

ек —8а "{"Вр » где ер — коэффициент осевого перекрытия

А»мп|1,I

Рш

Рис. 6.4. Шгароиноо колесо (и), даухоптовое |6 |. со спешенными зубьями («).

Рс и ^ —соответственно осевой и нормальный шаг эацеллеиня. Для обеспечения соответствующей плавности работы передачи в зависимости ог окружной скорости колес рекомендуются следующие

наименьшие значения коэффициента перекрытия е>щ|п:

лля тихоходной передачи (о<3 м/с)

|2-4-],&;

для среднескоростной передачи (и=3-+-15 м/с)

Суга1п 236 I

для быстроходной передачи (»> 15 м/с)

8ущ|п “ 2 + 3 .

в.2. Особенности цилиндрических зубчатых колес с шевронными зубьями и их расчет

В шевронных колесах зубья располагаются но винтовым линиям, которые на каждой половине колеса имеют противоположные на­ правления (рис. 6.4, а). Как следует из рис. 6.4, а, при таком распо-

.поженим зубьев осевые составляющие Ра направлены в проти­ воположные стороны. Если предположить, что нагрузка разномерно распределяется ло длине зубьев, то осевые составляющие равны н взаимно уравновешиваются. Поэтому осевых сил. передающихся на опоры, нет.

71

По своей конструкции шевронные колеса могут быть различных разновидностей, например, двухвенновые шевронные колеса (рис, 6.4,б) н шевронные колеса со смещенными зубьями (рис. 6.4, а).

Эти разновидности

шевронных

колёс

несколько

уступают изобра­

 

 

 

 

 

женной

на

рис.

6.4, а

 

 

Т а б л и ц а

6.

по

прочности

зубьев,,

Ширина канавки для выхода червячных

 

однако

дают

 

возмож­

фрез при нарезании двухоенщюых

 

ность

изготавливать

их

 

шевронных колес

 

 

более

точными

и

про­

 

 

и

 

 

изводительными

метода­

 

 

 

 

 

ми.

Размеры

канавок,

 

 

 

 

 

которые необходимы для

 

 

 

 

 

пыхода червячной фрезы

 

 

 

 

 

при

парезаинн двухвен-

 

 

 

 

 

цовых шевронных колес

 

 

 

 

 

(рис.

 

6.4,6)

принимают

 

 

 

 

 

в

соответствии

 

с

табл.

 

Угол поклона зубьев недлительной

6.1 ( 181.

 

 

 

 

 

 

 

 

При

нарезании

дол-

 

 

цилиндре

 

 

 

Норывльиый

 

 

 

 

бяками

ширину

канав­

 

 

свыше 35°

ки

а

 

можно

делать

в

модуль тв , от 15 до 25° от|2Б до 35°

 

ыи

 

 

 

 

10 раз

меньше

указан­

 

 

 

 

 

ной о табл. 6.1 и даже

 

ширина хашыкк а, НМ

 

изготовлять

шевронные

 

 

 

 

 

колеса

без

канавки.

1

20

22

24

 

При

выборе

направле­

1.5

24

2$

28

 

ния

 

винтовых

линий

2

28

30

34

 

зуба

необходимо учиты­

2,5

34

36

40

 

вать

направление

вра­

3

3$

40

45

 

щения

колеса.

Направ­

З.Б

45

50

55

 

4

50

56

60

 

ление

винтовых

линий

4,6

55

60

65

 

желательно

 

выбирать

5

60

65

70

 

таким, чтобы при враще­

6

70

75

60

 

нии колеса

зуб

входил

7

75

80

85

 

8

55

90

95

 

в

зацепление

более

9

95

105

ПО

 

прочной

частью,

т.

с.

10

100

ПО

115

 

вершиной угла

К- При

12

116

125

135

 

этом

возникают

более

И

135

145

1Б5

 

16

150

105

175

 

благоприятные

услоплн

18

170

185

195

 

для

смазки

(рис.

6.6).

20

190

205

220

 

При реверсивной переда­

 

 

 

 

 

че

иногда

применяется

кой конструкции при любом направлении

сдвоенный шеврон. В та­

вращения

колеса

всегда

входит в за цепленке одна из вершин зуба К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет на прочность и выносливость шевронных зубчатых колес

с любым углом наклона зубьев р выполняется

по тем же формулам,

что и расчет

косозубых колес.

При

углах

р ^ 25-?- 40°,

которые1

72

чаще всего применяются

в шевронных

колесах,

еа =1,6 формулы

для расчета зубьев на выносливость имеют вид:

 

<*т

2337,3

Т 1Н

^ ± 1 ) '

(6.16)

 

 

/Ъ..

и

 

 

 

3 /

т

(6.17)

п„=|76,1(к±1)

**нр

 

 

V

 

Рис. 6.5. Выбор направления винтовых линий в зави­ симости от направления вращения колеса.

326,В Тхр

Чр\—Ур\

<<>ЛЧ

(6.18)

11ил» 6 ,8 9 т /

Т%еУ^

(6.19)

| л

V

«л*1*л*у

 

Значение пелпчнн, входящих в зависимости (6.16) — (6.19) такое зке, как и в зависимостях для косоэубых колес.

6.3. Порядок расчета зубчатой передачи цилиндрическими колесами

Проектный расчет закрытой передачи. I. Определение общего передаточного числа:

л«

и частота вращения соответственпо первого ведущего и последнего ведомого зубчатых колес. 2, Определение числа ступеней (см. табл. 2.3), распределение общих передаточных чисел между отдельными ступенями (см. табл. 2.4—2.6).

3.Выбор материалов (см. табл. 3.1). 4. Расчет ступеней.

Расчет можно вести, начиная либо с быстроходной, либо с тихо­

ходной ступени.

Обычно в цилиндрических передачах всех типов,

за исключением

соосной, принято этот

расчет начинать с

быстро­

ходной ступени,

в соосной передаче — с

тихоходной ступени.

Расчет

73

нерпой ступени (быстроходной или тихоходной) рекомендуется веет»

в такой последовательности.

1.

Определение ыежосеоого расстояния аш ступени [зависимости

(5.6);

(5.8); (6.6);

(6.10); (6.17)). Полученное межосевое расстояние

о* округляется

до ближайшего стандартного значения, данного в

табл.

2.1.

зубьев на выносливость по контактным напряжени­

2. Проверка

ям сдвига при выбранном значении <та.. Контактные напряжения

зубьев

шестерик о*|

[зависимости

(5,5); (5.7); (6.6); (6.7);

(6,9);

(6.16))

 

 

 

*Я1< < ^ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контактные напряжения зубьев колеса

от

 

 

 

 

 

СГ^2 = 0 /л < а ^ 2 -

 

 

Если напряжения

вц\

и

«ш

выходят за пределы допускаемых

величин,

необходимо либо

изменить межосевое

расстояние, приняв

другое стандартное значение

по

табл. 2.1,

либо применить для

зубчатых колес другие материалы

л

соответствующую термическую

или термохимическую

обработку.

Для

полного использования на­

грузочной способности

проектируемой передачи

по контактным:

на­

пряжениям желательно добиваться того, чтобы сг/Л и оИ2 отличались от допустимых значений ке более, чем па ±5% .

3. Выбор суммы чисел зубьев гя, определение числа зубьев шестерни гх и колеса определение модуля т в соответствии с выбранной величиной ?х и принятым межосевым расстоянием (см. табл. 2.1), Выбор суммы чисел зубьев гг начинают с се наи­

меньшего значения,

указанного в табл.

2.7—2.8 (г1 т |П=100 — для

прямозубых колес,

=99 — для косозубых колес со стандарт­

ным нормальным модулем), Число зубьев

шестерни и колеса опреде­

ляют по формулам:

 

 

21= а+Г 2,=ГЬ— 7,.

4.Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба.

Напряжение изгиба

зубьев шестерни

[зависимости

(5.19);

(6.12);

(в. 14); (6.1в)]

 

<«/*»! *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение

изгиба зубьев колеса а п

 

 

 

 

 

Оц=<*П - — <0>Р2 ,

 

 

 

 

 

ГР1

 

 

 

 

где Ур\ л Уп — коэффициенты формы

зуба,

определяемые

по гра­

фикам рис. 6.12;

орр\ и <*гр2 — допускаемые

напряжения

изгиба»

определяемые по зависимости (5.23).

 

 

допустимого,

Если напряженке

оп или а п значительно меньше

сумму чисел зубьев

увеличивают, принимая большее

значение из-

74

рекомендуемого о табл. 2.7—2.8 для данного а9 к снова опреде­ ляют о>| к ауг. Такими несколькими последовательными пробами устанавливают оптимальное значение гг, при котором достигается наиболее полное использование нагрузочной способности проекти­ руемой передачи по напряжениям изгиба. Для более полного использования нагрузочной способности желательно добиваться того, чтобы напряжения изгиба о^| и о>3 отличались от допуска­ емых напряжений не более чем ла ±5% .

5. Проверка зубьев па прочность при воздействии пиковой нагрузки (если □ расчетном задании оговорена возможность возник­ новения пиковой нагрузки и указано ес значение) по зависимостям (5.26); (5.27]. Если напряжения, подсчитанные по этим формулам, выходят за пределы допускаемой величины, го применяют для зуб­ чатых колес более прочные материалы (иногда изменяют параметры передачи* увеличивая мсжоссвос расстояние и модуль). В рассмот­ реннал последовательности выполняют расчет остальных ступеней передачи. Оде1ако при расчете других ступеней определяют их межосевые расстояния о соответствии с межосевъгм расстоянием уже рассчитанной ступени по табл. 2.1, а затем выполняют все необхо­ димые проверки.

Проектный расчет открытой передачи, После распределения общего передаточного числа между отдельными ступенями* а также после выбора материала расчет каждой ступени ведут в такой последовательности.

1.Определение модуля м из условия выносливости зубьев по напряжениям изгиба по формулам ((6.20); (б. 13): (6.15); (6.19)]. Полученный модуль округляется до ближайшего стандартного зна­ чения указанного о табл. 1.1.

2.Проверка зубьев па выносливость по напряжениям изгиба, Напряжение изгиба в зубьях шестерни

0#Г1^П*7»1

Напряжетю изгиба в зубьях колеса

 

 

 

 

 

 

УР2

 

 

 

 

 

Оп = Оп ~— <0ГР2

 

 

 

 

ГП

 

 

 

3. Проверка

зубьев

на прочность

при

воздействии

пиковой на­

грузки по записиместям, (Б.27).

расчета

цилиндрических передач.

Особенности

проверочного

В закрытых передачах

определяются

он* о^, ол,ч,

в открытых

передачах — только Сг

и а™ ,

а затем сравниваются

с допускаемы­

ми нянрнженнтш, При атом определение нппряжеиий производится так же, как и в проектном расчете.

6.4. Силы в

зубчатых

передачах цилиндрическими колесами

Нл рис. &.6

показаны

прямозубые шестерни (ведущее эвеио —

Ви|) н колесо

(ведомое звено Вм). Под влиянием внешних моментов,

приложенных

к

зубчатым колесам, между зубьями возникают силы

76

взаимодействия. При это» колкое давление на зуб Ра можно раз­ ложить на две взаимно перпендикулярные составляющие: силу /*'„ которая направлена по касательной к начальной окружности и на­ зывается окружным усилием, к на составляющую которая

направлена перпендикулярно к

оси вращения и называется распор­

ной силой.

<

Рис. 6.6. Спли цилиндрических колесах с прям ни зубьями.

 

Без учета сил трения

 

 

 

 

 

Яги

Г г -Г М К

_ й _

1

 

 

со5 а

'

 

 

где Г —крутящий момент;

— диаметр

начальной

окружности;

а —угол зацепления.

 

 

зубья

11

в

Если перенести силы полного давления па

соответствуйте центры Ол н Оа, то получаются

пары сил* скручи-

Рис. 67. К определению направления сил, действующих в цилиндрических

КОЛеС вх.

вающне валы шестерни и колеса, и силы, изгибающие эти налы. Для определения направления сил, действующих о зубчатом зацеп­ лении, используется следующее правило: окружное усилие и полное давление на зуб ведущего колеса всегда направлены в сторону,

Третья составляющая представляет собой распорную силу Рг, направленную перпендикулярно к оси вращения колеса:

где р — угол наклона зуба; а7 — угол зацепления в торцовом

сече­

нии колеса.

и от

Угод «, зависит от угла а в нормальном сечении колеса

угла наклона зуба 0:

 

СО&Р

Распорная сила Рг у косозубых колес, как и у прямозубых, всегда направлена перпендикулярно к оси вращения. Направление окружной силы Р, зависит только от направления вращения, а на-

Рис. 6.10, X выбору папрвилсмия вингоаых линий п цилиндрических колесах с косим» зубьями.

правление осевой силы Ра как от направления вращения, так и от направления винтовой линии зубьев (правого или левого). Для оп­

ределения направления окружной силы

н осевой силы Ра можно

пользоваться схемами, изображенными на

рлс. 6.9.

При конструировании передач направление винтовых линий на зубчатых колесах необходимо выбирать таким образом, чтобы осевые давления, передающиеся на опоры, были минимальными.

На рис. 0.10 показаны распространенные схемы цилиндрических передач с косозубыми и шевронными колесами. Как видно из при­ веденных схем, правильно выбранные направления винтовых линии позволяют уменьшить осевые давления, передающиеся на опоры, что в конечном счете дает возможность улучшить их техиико-эко- номячеекНе показатели.

ЛИТЕРАТУРА

1.Гавриленко В. А. Основы теории эвольвентой зубчатой передачи. М-, Маш-

по , 1909.

2.Болотовский II. А.. Гурьев В. 11, Смирнов В. Э. п др. Цилиндрические зно.тьпектине зубчатые передачи внешнего зацепления. Расчет геометрии. М., «Машиностроение». 1974.

2.Болотовский II. А., Гурьев Б. И., Смирнов В. Э. и др. Цилиндрические эвольвенты? зубчаты? передачи внутреннего аанеплепня. Расчет геометри­ ческих парамотроп. М., «Машиностроение», 1977.

4.Кораблев И. А.. Решетов Д. Н. Повышение несущей способности и долго» вечности зубчатых передач. М.. «Машиностроение*, 1968.

5.Грубим Г. К- Контактная усталость материалов для зубчатых колес. М ,

Машгиэ. 1962.

в. Решетов Д. II, Детали чаш ни. М., «Высшая школа», 1974.

7.Иванов Я1. Н. Детали пашин. М , «Высшая школа», 1977.

8.Добровольский В. А., Заблонсний К- И.. Мак С. Л. и др. Детали машин.

М.. «Машиностроение», 1972.

9.Дмитриев В. А, Детали машин. Л., «Судостроение», 1970.

10.Чдсоапихов Л. Д. Передачи зацеплением. М-, «Машиностроение», 1969.

11.Кудрявцев В. Н.г Державен, 10. А., Глухарев Е. Г. Конструкции и расчет зубчатых редукторов. Пол ред. В. Н. Кудрявцева. Л.. «А(ашвпостроеиос».

гнэ, 1963.

13.Петрусевнч А. II. Детали машин. Сборник материалов по расчету н попет* руированию передачи. Под ред. Н. С. Ачсрканв. М., Мошгнз, 1953.

14.Эллинов М. С. Расчет зубчатых и червячных передач. Москва — Свердловск.

Машгиэ, 1961.

15.Устинеико В. Л. Напряжен нос состояние зубьев цилиндрических прямозубых колес. М:, «Машиностроение», 1972.

16.Заблокский К. И. Жесткость зубчатых передач. Киев, «Техника*, 1967.

17.ЭЛдннов М. С., Гальчуы Б. Р., Гашуков В. С. и др. Детали наш ни. Конспект ленцнй. Под ред. М. С. Эйдинова. Свердловск, изд. УПИ им. С. М . Кирова,

1972.

Редукторы. Конструкция п расчет. А1., «Матшшострое1ше>,

19. Давыдов Б. Л.. Скородумов Б. А.. Бубырь Ю. В. Редукторы. М о с к ы — Киев, Маш гиз. 1963.

20.ЧерновекнЛ С. А., Ицкович Г. М., Киселев В. А. и Ар. Проектирование меха* ннческих передач. М., «Машиностроение*, 1976.

21.Передачи зубчатые цилиндрические эоольвентиые. Расчет ва прочность, ГОСТ 21354— 75. М., Нэд-во стандартов, 1976.

22.Передачи зубчатые, Исходным коггур, модули, основные параметры, до­ пуски. Сб. стандартов. М., Изд-во стандартов, 1973.

23.Передачи зубчатые. Терцины, определения, обозначения, расчет геометрии,.

ГОСТы 16530-70, 16532-70. М „ Изд-во стандартов, 1971, 24. ЕСКД. ГОСТы 2.401-Т-2.426. М , Иэд-во стандартов, 1976.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

 

 

 

..

...................................

 

 

.

Э

Впедепне

Общие

 

 

 

&

Глаза первая

сведенм

но

геометрии

цилиндрических

зубч

 

передач

.

,

.

 

. . .

 

. .

 

 

 

7

1.1- Эвольвента и эвольвснтиос зацепление

 

 

 

7

1.2. Зубчатые колеса к передачи без. смещения и со смещением

II

Глава вторая Основные

параметры

цилиндрических зубчатых

передач

19

Глава третья Материалы,

применяемые для изготовления

зубчатых

колес

30

Глава четвертая Физические основы современных методов расчета зубча­

 

тых колес на прочность к выносливость

 

. . .

 

 

41

Глава пятая Расчет цилиндрических зубчатых колее с прямыми зубьями

4-!

Е.1. Расчет зубьев на выносливость по контактным напряжения»*

4-1

5.2. Расчет зубьев на выносливость по напряжениям изгиба

56

5.3. Расчет зубьев ив прочность при воздействии пиковоз! (иакси-

64

мельной)

нагрузки . . .

. . .

 

 

Глава шестая Цилиндрические зубчатые колеса с косыми и шевронными

 

зубьями

. . . .

 

 

 

. . . .

 

 

6.1. Цилиндрические

зубчат

 

ши

зубьями

к их

66

€.2. Особенности цилиндрических зубчатых колес с шеврони

 

зубьями

II ИХ РЭСЧС7..............................» .

 

 

 

71

6.3. Порядок расчета зубчатой передачи цилиндрическими коле­

73

сами ..........................................

..........................................

6.4. Силы в зубчатых передачах цилиндрическими колесаVIII

76

.Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79

Михаил Соломонович ЭЯДННОВ Борис Романович ГАЛЬЧУИ

РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

Цилиндрические зубчатые передачи

Учебное пособие

Научный редактор доц. кэнд. техи. наук М. С. Эйдннов

Редактор нэдвтельства Л. Л, Федотова

Технический редактор Я. Л1. Олерская

Корректор С?. Е. Капустина

НС 15171 Сдано в набор 29/ХП 1977 г. Подписано к печати 8/У1 1978 г. Формат 60X90'/,. Бумага тнп. Л* I. Уел. иеч. л. 6,8 Уч.-пзл. л. 5,09 Заказ 25. Тираж 5000 Цена 18 кол.

62ПМ2Свердловск, УПК вы. С. М. Корова, главный учебпыЛ корок.

рсйатлюло-ивлхтельскиЛ отд<л Типография Н1Д-ва «Уральски! рвбосаП», г. Свердловск, проспект Лсмкиа. 49

Соседние файлы в папке книги