Текст
                    КИЕВСI\ •.
ИНСТИТУТ ИМ t: ,.
СОЦИАЛН'--
МЕТОДИЧ:ЕСRИЕ· УitА3АПИ:Я .·
:" ,.
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ДЕТАЛИ МАШИН»
i-
..
РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ
И ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧ
Для студентов машиностроительных специальностей
заочной и вечерней форм обучения
Издание второе, переработанное
и дополненное
l<иев КП·И 1983
·•
,.;
..


. ... • ..
.. МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ_ • усср Киевски\t орiена Ленина полиrехническиn иясr ·ryr иt.t.50-лe·fltl! ·'А ffenиxof! _Окrпбрьскоя_ социалисrичесхои революцйи '"~ • ...~ .,.... Уrвер:а:дено на заседаник кафе,1;ры . '· 118 r ериаловедения и rе.хнолоrк.'!: , . ..( .,, коясrру1щионяых 118 rер118лов, - проrокол No 9 or зо 11apra 1983 г .• МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дисциплине "деr8лк 11аmив" Расчет зу~чаrых к червячной пере,1;ач Для студентов меmияостроиrельных специальносrея заочной и вечерн~lt форм обучения Изденке вrорое, переработанное и дополненное Киев КПИ 1983 ... .. ;.
i~il~t}~~ .• .· ,,_; _ _, ;._ _- : - ~~вители: В.А.Максимович, к.т.н., доц., ;'}i?/~;}j•}.: ," • Г. В. Герасимов, ст. препод. ~<;-\ :· : · <;_:; )f~тодичёские указания по дисциплине "Детали маши\-!". Расчет /i::. · , ,.:" ::; • ~зубчатых и червячной передач. Для студентов машиностроитель­ .:_: -, _· - . ·-,·,, ~'- _, ны· '"специальностей заочной и вечерней форм обучения. _:(:'_ ~/'·С:..:: · ИздЩiие второе, переработанное ·и. дополненное • •,.._, Р, Киев: КПИ, 1983. - 52 с. r ·,,, - Составители: Вадим Александрович Максимович, Георгий Всеволодович Герасимов Методические указания'----r!о дисциплине "Детали машин"~- • Расчет зубчатой и червячной передач. Для студентов машиностроительных специальностей заочной и : вечерней форм обучения. _ Издание ,второе, переработанное и дополненное. Ответственный редщ<тор Л,А.Каплинский,к.т.н. ,nроф.КПИ Рецензенты: В.И.Романоl!_, к.т.н. ,ст.препод. ·, Ю.А.Попченко, к.т.н1.,, доц,. КПИ. 252858, Кмеа, S_рест-ЛIIТО8Сммi npocneмi, at, Ме•■ую!'(мое nо••rрафм~ес•ое npeAJ1pllane. 252135, Кмеа, бу•wар Т. We11Чtнiio, ·1в. _ ;,,.
ПРЕНСЛОВИЕ ' •t~{!{ При в1що.~rнении расчеrно-rрафических заданий, · курсовых рабоr . . >'•; . ··, :\, и проектов по деrаля11 11аmин сrуденrы выполняюr -,tсчеrы зубчатых t~ .- . :··/; ·передач цилиндрически ·х, конических , а так:i:е червячных. ~-; •. ·.'..-·· ,,.,,,.- Рас11еrы r.tилиндрических зубчатых передач (редукторов; коробок· ,..скорьсrеl!) . выполнены с гост 21354-75. вне111Rеrо зацеплен.1111 "'~ - -. · использованием _ Crakдaprы на расчеты эуеlчаrых передач с ввуrренни11 зацелле- •ии·ем,коническик и червячных находятся в сrадии разработки, лоз rouy при их расчетах дина11ичесRие нагрузки в зацеплении олреде - л1111и по 11етодике вышеупо11януrоrо craцapra. В приложениях к 11етодически11 указани1111 пом~щены графики д~А олределени11 ряда коэффициентов, а также таблицы - с указанием ве - личин .цруrих неоеlходиuих козффицкенrов дл11 расчета передач ва вывоспивосrь конrахrную и по иэrиdу, Расчеi:н надо выполнять на листах С1у·11аги фopuara 2I0x297 w, пксаrь на одной сrороне листа чернила11и, внизу должна dыrь основ- 1iа11 надil~с.ь по ЕСКД. При выполнении расчетов формулы nиmyr в буквенноl( выраженкк, а- зareu подсrавляюr цифры в ТО!( поря.цке, в - как о!( nр.осrавJ1ены dухвы. Проuежуrочные вычисленк,i на показу11r. Раз11ерность просrавляюr в кон_ечноu реэулыаrе • . Ра<:чеrы передач АОJ1:1ны оканчиваrьс11 определение!( консrруи: - .- rивных раэ11еров ~олес, черnяков к их вычерчиванием в uacmr~бe (желательно в MI:I). _ Во 11:ropo11 иэдани11 uеrодических укаэавиlt добавлен nри11ер расчеrа ц~линдрическоlt зyelчarol! пере.в;ачи с зацеплением Новикова. _все при11еры решены в сисrе11е сн и определены геометрические раэ - 11еры всех расчиrанных передач , . Пример расчета цилияцрическов косозуdоВ nередачи односrупенчаrого редукrора Рассчиrаrь ·ципиндричесхую косозуdую передачу одяос т упеячаrо ­ го редуктора (p11c,I), если с rихохо.в;яого вала снимаеrсн l(ощность •N2. = 20 квr при чacrore вращеаи11 ni а 200 l(ИB- I . Чacrora вре­ щени11 бнсrрохо.в;ного вала Пt = 800- uи-l. Циклограмма яarpyжeRl\11 ре.в;укrора показана на рис. 2. !{раrковре11еяные перегрузки до 200% or но11инальноrо 1.1011енrа. Срок службы редуктора f. = .20000 ч, - з- ,. .• ',. '-
1 _ ,1⁄4;n1 ~ О,61. ~ati ~ a'1t . Рас ,I, С. хеца цилимрическоll · кос~зуоо11 передачи pe,1tyкr. ope • Рис.2, Циклоrра1Ша ilвrpy - :а:ен1111 редукr. ора. Решение. I, Сч_ иrея, чr~ peiyкrop индивидуал .ьноrо 11зrоrов11ения nри­ н111111е11 в качесrве 11аrериале .11ля шесrерни II зубчеrого колеое .аеrl,iровенную сrель 40Х (поковке). l!езначае11 Jtля них rep1tooOpe- 6or.кy - уJ1учшение (закалке с высriкиц оrпу,ско11). Приницеец rвepiocrь после r;рцооОребоrки д.1111 шес_rернl! нв 1 2во, .цл11 колесе - НВ2250, . . 2, Опре.цел11еiа ~опускае11ое конrекr11ое неnря:а:ение по форwуле [6]/f = бнt,;.,,ь КнL Zя ZvKxч/Sн -, r.цв бнhiп/, - предел ~онrекr- яо11 выносливосrи поверхносrеll зуОьев, сооrвеrсrвующик бвзовоцу чи-слу циклоs пере11евы напря:а:ениlt; kщ - коэфq:ициенr ~олrовеч - носrи , у11иrыве11щи11 срок слу:а:Оы и ре:1и11 неrру:а:ения; z~ - козф,­ фицие11r, учиrыва11щи11 шероховвrосr~ сопря:а:е~ных поверх нос re1t • зуОьеа; z., - козф:рициенr, ·учиrывающиll •окру:а:ную скоросrь ·;_ k"н_ - козффициенr, учи· rывеющиll разwер зуочеrоrо колесе; _ Sн - коэфt>и- . • ц11ент безопесносrи. При r~p1tичec101t оОрабоrке " улучшении бнtiтl,,. 2НВ+70, для шестерни бд,;,;,,ь, .. 2,280 + 70 " 63 _0 !.!Па. Для колеса бнL/тЬz. • 2,250 + 70 " 570 МПа. Ко.зфt>ициенr ~олrо11ечносrи Кж. • v1Nн"/NнE , r,це Nко - базовое число циклоi лереценw напрli:~екии, coorвe:tc rвующее жли­ rельному пре.11елу выкосливосr11 и определ11е1tое по зависимости Nн,о = 30 нв2, 4 No°Е • зквивеленrное чilcJio циклов пере - кены непря:а:е~аlt, - 4-
Для шестерни Nн(Jf Дпя - коп~са Nно2 24 •5 • 30,280' = 224,10 . .. 30.2so2,4 •= 111 •105• эквивапе -нrное чкспо циклов перемены напряжения /Vщ=60J.{Tt/Tmдx}3nt'li , r,це Тt· - круrя~аия ,11011енr -~ • на i сtупени; Tmi:t.x - макси11епьныя .цпиrепы10 ,1;еясrвующия кру - • i:ящ11я моменr; •nt; - чаqrоте вращения на i ступени; tt" .: в.ремя · работы на ·1 . ступени в чесе х. Для шестерни . (с11,рис.2) • . · /Y,щ:=бo{(rz/ir}"M1-(o,g1z/rz)3o,'1Jn,f • " 60(1 3 .о,б + 0 183 .о,4) воо.20000 = 773,106 • дхя колеса NнEz ~ Nнп/и' = 773.10 6/4 - 193.106 • Зжесь и'- пре,цвариrельное значение передаточного числе, и' • n,/n,. • .. 800/200 " 4. • Tag как NнEt>Nнo, к N,ни. ;, Nнut. , roКжf·=Кни=I, а • 6tt!t'mb 2 < бнl,тJ., , ro C!onee спеС!ым оказывается колесо, по • нему К С!у,цем весrи расчеr, Шероховаrосrь поверхносте\1 зубьев при чисrово.11 фрезеровании coorвercrвyer 6 классу , поэrо,11у z,,. • • 0,95. Предполагаем окружную скорость .зуочаrых коnес 1. , -, :, 5 м/с, позrо11у li,- • l • Ожкда' е11 начальны!! жиамеrр коле с а dw2 <. 700 u, поэrоыу Кхн2 = I. Для зуочаrых колес с о,цноро.цноя crpyкrypo\l! 11еrериа11а Sн ;;, 1,1. Таким оОразок _ • [~lн ,,,[&Jнt. = 570,1 .О, 95 ,1, I/1, I = 492 МПа, 3, Определяем llежосевое расстояние из условия конrа1rнои выносливости зуоьев а,;=-(и.'+17[в100/([6lни.')j2Тг к~.,, Кнt K~v/il'a ~ . где Тг - крутящия uоменr на коnесе, опреде11яе11ы11 по зависи11ос rи Tz = 9550 Nz/n2 = 9550.20/200 " 955 Н.11; К/,,,., - предвари - rельно~ значение козф:jJициенrа, учитывающего распределение ваг - рузки uецу зуОьяJ.1к, пр11 8 сrепе11и rочносrи зуочаrых колес и nре.ц- • полагае1101! окру1:но11 скорости колес tr = 4 к/с по рис. 211 или по формуле kно<"' I,05+0,008()' = I,05+0,008.4 = 1;оа2; KflJ :: коэФ­ фиtкенr . t учиrывающия распре.целение нагрузки по ширине зуОчаrоrо­ вевца, принимаеu козффициевr 1Dирины по началыiо11у диаметру шее - rерни 'fJ. = ь,,;d,,,,, = 1, тоr,ца по рис. 1n. кривая 5 /(н,в = I ,05; Кн~; • - пре,цвари1:ельное значение коэффициента , учитывающего ди11а11ичес1tую нагрузку в зtщеп11ении, привимае11 !<ни = -I,02; \V'I: - - коэфф~циенr ~ирины по меаосевому расстоянию, опре,целяемыя йз за висимос rи - 5-
·• Yla = Ь1/а. . ,:; ь~/[O,Sd1+1(t/+t)j =2 </-'d /(tt't!) =U/fltJ~(ll/. Такиu об­ разом ail, ::::.(/(+(} lfg100/(lf92•f1)}2955•1 ,/J$2·1 ,05•1,tJ2/~' I == 189,vм, Окруr11яя ,1;0 ближв11111еrо краrпоrо 5 w, припиuаеu • aw = 190 ми . • 4 . Модуль зубчаrоrо зацепления в редукrорах приницвюr mп .. ' "' (0,01 • . • 0,02) aw . Меньшее зц.ачепие коз-J).iнщиенrа приниuаюr пр11 оrсуrсrвии износа зубьев и больших перегрузок. Приниuаеu rnf, = 0 ,01.190 = 1 ,9 uu. согласно ГОСТ 9563-60 казначеем tпп'" • = 2 w (сu.rаол.8П). • 5, Определяеw ширину зубчатого венца колеса о: ;. ~а;,,. • 0,4.189 = 75,6 itu. Согласно ГОСТ 6636-69 прияи11!lе11 62 = 75 u11 ( см.т11е1л. 9П). 6. Предввриrельно определяеu делиrелы1.ы11 угол наклона линии зуба из услови.11, чr .о козффициенr осевого перекрыrия ЕА ;,, . I, I (чrобы 5° .::: /J -<:. 15°). Припиuае11 [p;ab~/f,<. = 1 ,1 , r,це fJ<.- :- шаг осевая. · · •. · • Тогда (см,рис.3) - . j• .. C(,'l,f!..SlГl(}>n/p,,,.) = "' azrs.in (1imпE1/h2) .. ,:,xzcsin '(3,14 ,2,1,1/75) • 5,287°. 7. Опре,целяе::- суwарпое число зуоьев Zc:::: law(c!Jl,1/mп = 2.190.0,996/2 " 189,2 • Пр .иниuве11 Zr. =· 189, 8. Уточняе11 угол наклона линии 3уба /J = Cf,ZCCO.S!htn Zt/(,?а..,-) = ~ = CllCC1'S [2.189/(2,190}= 0 5,881022°. · 9, Определяе11 число зубьев шесrерни . z, '~r ..,/ (tJ '-Ф I) =189/( 4+1) = 37,8 . Прини11ве11 z,= 38. 10. Определяе11 число зубьев колеса z1 " Zr-Z, = 189-38 • 151. Рис .3 . Cxeua ,1;1111 11. Уrочняеu пере,цаrочное число . редукrорв определения /J ' • U=l,IZt = 151/38;. 3,97. • • 12; Ьпредел11е11 окружную скорость зубчатых колес v ==ffт.r,fl,/ l000.60cosJ_ = 3, 14 .,2 ,38 ,80 0/1 00 0.6 0.О ,99 5 = • з,20 11/с. назначаем по гост 1643-81 8 степень rочносrи, .110:rорая рекаwецу­ вrс11 для косозубых колес при скоросrи до IO w'c . . 1 IЗ, Уrочняе11 коэффициенr , учиrывающия; распределение яаrруз- . ки uецу зубьяult Кн"- = I ,05 +О,008,3,2 ~ I,076. 14, Уrочняеu козффициенr, уч.иrывающиll ,1;ина11ичес11:уJJ наrрузку - б- • •
-· _;...-1'- J'. ~ - .· ... ; ~.... ' в зацеплении l<l(r,"' I r w.,,,,,.6,/(f'tKн,) где Wнv уде.11ьнв11 окрух11ая динамическая сила, определяемая по фор!lуле W1t1r '= :::: 6"н90 и-~/u ; Он - мэффициенr ,учиrы13ающия влияк11е вида зубьев, при rвердосrи Н :5, НВ 350 и косых ·-зубьях JN ={),002 (cl(,raqл. IП);_ Cf• - коэф:j)ициенr, учиrывающкl! влияние разкосrи шагов зацеnленил шесrерни и колеса,из rаОл. 2П '1• а 56; Fr " - окружная с11ла в зацеплении. Таки11 о6разоl( Wнv;. 0 1 002,56,3,2Х . • х {190/3,97= 2 ,48 Н/м11. Окружная сила а зацеплении Ft = No/tг =; 20~!00{)/3,2 = 6250Н 11 Кю, = I+2,48,75,ff325ci.1 ,05)= 1,03, 15, Провер.t1е11 контактное напряJ[ение в полюсе з.ацеnлени11 б -~ {(lf-1) т,кн~Кн1к;;,_ 8700 '(J,9M gsS•f ,076•1, _,( , :::=. !f- а., u, .· br_ - f90· ~97 • , 7S ::49(Mf1a, . • [бlн -6 ~ '{f!Z-lf81 • - ,✓ •'• Не,1.огрузка _ . [б]н· :::: ~ -= фJIJJ!==tJ,21,1 'lro ~ 5/6, iб. выnолняеl( расчеr на контактную прочное rь при ,1.еяс_:rви11 iia1tCИl(aльнo1t нагрузки. Расчетное напряжение, создаваеl(ое н.а11Оо.11ь- .11еn наrрузкои . бн,.,~,,_= бнуrr,.,,.,,;т,. _ • 491 {2= 694,4 llПa. По условию кратковременные перегрузки до 200%, noэro11y 7i,.,.,,/f8. = = 2.доnусrи11ое предельное яаnряхение для Зу6ьев колес,подверrну - rых улучmению [б]н;па.х = 2,8 6т- , где бт - предел rекучесrи l(атериала при расrяхении. Для колеса , как Gолее 1111rкoro бт2 • 490 !.!Па [10J , поэrому ' "rfl ... ~.;; •_ -1,_ ;; • (flн1n;,x= 2,8 .490 = 1372 МПа, чrо ;,, б"н,,щ= 694,4 МПа. • 17. Проверяеl( зубья на · выносливосrь при · из r'и6е. Jl.ля эrого . определяем эквиваленrные числа зуоьев: ) • /э ;9э - е шесrерни ,_ Zv,"'-l, cos; = 38 о, 95 3 = 38,6, __ __ __ __ ___ _ ___ 6) JtO!!~O.!I Zщяz~/cos3J = 151/0,995 153,З, - --- 18. Определяем «озф:ркц.иенты, учиrываj!щие фор1,1у зуоьев при коэфрицие~ti'е смещения исхо,в;ного контура )( = О no рис. 4П или: ~ 2 . а) ,в;ля шесrерни YFt = З,567+206/Zvi • = - З,567+206/38,б =3,705; б) дJIII 1to.ileca YFz " 3 1 6, rек •как ~:.>во',· 19, Определяем . допускаемое напряжение при ресчеrе на вынос- 11ивосrь зуОьев [6],о"' б;t,ml, Kft Ys Y,it K11F/.S, 1 це бtt,;,,b "- предел выносливости зуоьев -при и·згиое, соотвеrст- - 7-
вующиl! dазовоuу числу циклов пе-реыены напря:~:ений; КF/. - ко:эФ­ фициенr •.цолrовечносrи; Y.s - козффициеи r, учиrывающи11 градиенr напряжении и чувсrвиrельносrь warepиa;ia к концентрации. ваnряже - виll; YR - коэффициент, учиrывающии wepoxoвa.rocrь nереходнои · ПОВР~хносrи зуdа; KxF - коэффициент, учиrывающи11 разwеры зуdча - rого колеса; SF - козффициенr .dезопасносrи. • При repwичecкoll обраdоrке - 'улучшении 6,=Umb = I,8 НВ. Для шесrерни 6;t,/nrb 1 = I,8 .280 = 504 МПа. Для копе са 6~(;/тJ.2 = I ,8 .250 = 450 МПа. 6 • Коэффициенr допговечносrи i<FI. - ~ (/NFo/ !Yrlf , гдеNro- базовое число циклов nepelleны напряжении, nриниwаеuое Nfo = = 4. 10 6; No~ - эквивалентное число циклов пере.мены наnряхени11, определяеuое по эависиuосrи -NFE« 60 ~ ( 7,/-:- ,,, ,,,) 'n/ t, · . ' 6 · . 6 Для колеса Nn:z = 60(0,6+0,8 .О,4).200.20000=169.10 , чroo>NFo. Поэrоwу и для · шесrерни NFEt "NFo . Такиu odpaэ.ou КFц = = KF'!. =I. Для зуdчаrых колес из консrрукционrшх craлetl коэфj}ициенr Ys оn­ ределяюr в эависи~щсrи or wодуля ( cw .рис .3П) или по :эwпирическо11 фор:.ауло Ys "I ,096-0,192 (gm,, = I,096-0,I92Щ2 = I,04. Для эуdофрезерования при . классе wepoxoвarocrи nереходнои поверх. носrи не ниже 4, • У1: = l. При диаuеrре вершин зуаьев колеса . da :i: 300 ~ш K-,1F = I, при с/;,?- 300 мu K1tF = I,035 -0 ,000II7• x.da. Здесь daz = 307,6 . wu. (сы.сrр,,9 ), поэrоыу Kкf'z:==,I. Козффициенr dезоласяосrи определ_яюr по за висиuосrи Sr = S)s;. , ·где S} . - козqфициенr, учитывающия. 11естаdи-льносrь свояств uare- • риала и оrвеrсrвенносrь зуdчаrоя передачи ,при веро11rносrи не - раэру1Пения 99~ 5 ~ = i ,75; S} - козф.рициенr,учиr~васщия cno - сое! получения заготовок колес, для поковок и 1Пrаunовок s; . = 1,УнасSF1=SFi "I,75.· Такиы образоu допускаемое напряжение: а) .цля 1Песrерни {б]Fо 1 = 504.I ,I ,04,I .I/I,75 = 300 МПа; d)· дя копеса (б}Fо2. = _ 450~1 ,I ,04.I ,I/I,75 = 267 Ш!а. 20. Сраввиrельна11 _оценка прочности зубьев: , а) )tJIII 1Песrернк r~lFof b,/Yrt 300.80/3,705 = 6478 Н/uu; d) AЛII ко.песа (fifFozbz/YFг = 267,75/3,6 • 5562 Н/uw. l!ириве 1Песrерви nриняrа Ь, == Ь2 + 5 = 75+5 = 80 wu. Более, слеdые эуаь.11 11олеса, ra11 кi:lк 5562 н.1/wы ~ _6478 Н/1,11,1. - 8-
2I. Определ11е1,1 напряжение изгиба в зубьях колеса • .. 6Fz _i= F{ Kl'J кf'(г Уп Y,/(/Jzi,,,,J, · где ' Кr:,а - козффициеilr, учитывающий Р,аспределение нагрузки по 1и­ рине венца, coi'лacRo рис. 5П, кривая б •К9 = I,I; Kr:,,. - коэ(jхj)и..:. циеRr, учиrывающиl! динамическую нагрузку, возникающую в зецепле . - нии, определяе .rся no за_в.исимости K,rv-= ' f -1 -WFv.6 ,/(rtKF,,/; Wr:ir удельная окружная .динамическая сма, определяе11ая · по зависимости Wi="t ,; . J,,.g ~ v {dw/U • ; ' OF ~ коэффициент, учиrыве11щи11 влияние ви.ца зубьев, пр.и косых зубья~ Cf " О,00.6 1 rакиц о бра зо11 •.· WFь- = 0 1 006,56 .3 12 { I90/3,97 ,;, '7;44 Н/j111 и •• КFЬ- = 1+7,44 ,75/(5250.I,I)= 1,081 . .· Yt - 1tоэфрициенr, учитw-- вающиl! н~клон/инии зуба; ваходиrся так: ,:, = I - JJ~/ 140° " 1-5,88 /140 = 0,958 . Tв1tиll (обраэо11 . • DFt = 6250.l ,I . I ,08 .3 ,6 ,0 ,958 ,(75,2)• 171 МПа , чrо <(б]r:о1. = = 267 мпа. 22. _ Выполняем р11счеr на прочность nри изгибе 11а1tси11ально11 нагрузкои для предотвращения oc:raroчнolt ,цефор11ации и изло11а зубьев. На ибольl)!ее pacчeriloe напряжение . в · зубьях 1tолеса 6n.,,ti • 6FlТ. ..../Г.. . " 171;2 = 342 мпа не ,цоuно превышаrь ,цолусrи11ое {б"Ji:flfм:11; 8 ::,: 6rl/m"1t Ys / SFм, , где 6it/1trм1. - предельное напряжение, ·. ве 11н- 3ывающее остаточных дефор11ацй11 зуба, неходктс4 по зависи11осrи fSFuitiмi = 418 нв2 ~ 4,8 ,250 = 1200 МПа; Sr:Nt •- •1tозФФициевr !J езопасностк, рав,щ11 lipi! 99%. вероятности неразрушения 1,75. Текик образо11 [б'J,:mll,/l2. = 1200, I ,04/I 1 75 = 713 !,Ша I Чrо болJ,ше 6°F1r1tua = • 342МПа•• Геоuеrрические разuеры шесrерни. • 1 . Диаметр делиrельнои окружносrи d, • !rln2,/co$p = 2.38/0,994737 = 76,4Q2 1111. 2, дitauerp вершив зубьев • a(l, = d,+fm,. = 76,402 + 2.2 = во,402 1111. 3 , диаllетр впади!t зубьев . dfr,:;d, - t,sm,. = 76,402-2 ,5 .2 = 71 ,402 w • . 4. Ширина зу(jча:r-аго венца Ь, = 80 11м (c11. crp. 8). . Геоuеrр ичесgие раз меры .колеса. 1. диа u еrр делиrельвdi! окру жsосrи . . de""m;,1../co~JJ" ' 2.151/0,994737 = 303 ,598 IШ • . 2. диамеrр вершин зубьев • cl.az-:: d 1. +2in;, = 303,598+2.2 = 307 ~598 ~ш. 3. д11акеrр впе,ц к в зубьев cl.fz:::: d , --2,Sinn• 303,598-2,5.2 = 293,598 111.1. • '' ' ' ~9~ ' ' ' ' ·;,
с ~3⁄4! , . _._,_, .. 4. Шир~ыа зуdчаrого венца Ьг. = 75 1Ш (cu,crp. 6 ). Межосевое рассrояние (для конrроля) CJ.' IJ,) =o.s(d,1-dlJ=- 0,5 е76,4Р2+зоз,598) = 190,000 1o1u. Пример расче т а ц илин д рической эу6чатои - nер~.дачt1 С ·эацепленkе!L Нови1,ова • Рассчиrать цилиндрическую эубчаrую передачу с эацецление.11 Новикова, дозаполюсную по данны1,1 предыдущего при1о1ера, но для nосrоянноl! нагрузки (для пере1.1енной не реко~вндуюr). Рвшенке . 1. Выt1ирае1о1 uаrериая шестерни и колеса (cu.n .l предыдущего npнuepa). 2, Определяе~ допускаеыое конrакrнов напряженке (с1о1,п.2 предыдущего пркuера). Эк8иваленrн о е ·число циклов переuены на - пряхе нии для шесrерни прк посrояннои нагрузке Nнн = 60 n, t ~ z 60.800.20000 = 96 .107 • Для колеса Nlfu. = Мш /u ' = 96 .107/4= • 24.107 • Здесь lL' • предваритепы1ое з11ачение передаточного числа, и' = 890/200 = l/. Далее cu.rau же. З. Определяем uежосев~е рассrояние из условия ко rо выносливости ;3убье·в d~-= ( и.'+1) 3 {8700/((6Jнu~j1Тгк/t(J(.Кt,,,,-x · х у K/il/ /(1,8 'ra ), где коз.:,рициенrоu 1,8 учиrы - ваюr ловыше11ную несущую способность доэаполюсного зацепления Но­ викова. Значения остальных коэ;:Фиiщенrов rакие хе, как в nредыду­ щеu лриuере. Такиu о~б~р~аз~о~ut.. -' ----- :-.,.-------- --:- J • a ,f ,. == ('1 + 1) v {'§700/(492.4)}2 955.1,002. 1,05 .1 ,021 х ~vlc1,a .o,4) = 155,4 1111. • •. Окруr.nяя до ближа11шеrо краrного 5 1111, лриниuае1о1 C11,1r• 155 uw. 4, Предвариrельно определяеu дели rельиuй угол наклона ли - нии зуdа из условиа, чrо коэффициекr осевого nвре.крыrи.11 f.,s • = h2/pr. -•"1,1;1·деb.t - ширина зу_бчаrоrо венца копеса; hx - шаг осевоl! (сil.рис.з). Рекоuеидуюr пркни~вrь_ !& . '" . 1 ,1; Г О О. • F 2;1; 3,1 (чrобы 10 <. JJ. .: . 20 ), Та.11 как . Ь, "'1/,Jd; ='/Jm.z,jc~s/• а .fк::=:fn/st'np'-::;7fmn/s/n_P' , ro/'=aicfJfr'/_/('f./Z,ij. Чиспо зубы~в шecreplt~- рекоuендуюr nри1111ш~rь Z 1 " · 13, •• 20. При­ ви11а'3м z, • = 15, rогда , , "aict7 [ Э,I4.I,I/(I.IS)=I2,97°, . , ., 5. Определяем 11оду.11ь • • tn~ -= {la.i, ,co ~/)/(z, +Zz.J • (2·. 155 .о, 974)/05+60) " 4,оз 1111 •. З.11:есь 'IИСЛО зубьев Jt0JIBG8 z,.: Z,t.L' = 15.4 = 60. 10 ..1
Прини11ае11 по ГОСТ 14186-69 • тп = 4 llll (c11 ~raбn. IОП). 6. Уrочняе11 угол наклона линии зуба j ~~tио.5 /tJr,(Zi+Zi) = 4(I 5+бО),. 14,59256° • . • га.,.,. · 2.155 . • 7. Уrочняеu коэффициенr ширины по 11ачально11у ,1;11a11erpy- ■ ес- rерни tfJ,,.1Гe1/(z,i;1,sJ = з,1~.1,1/(15,О,26) = О,886. . • . 8, Уrочня ·ем коэффищ1е11r , учиrывающиl! распределение нагруз­ ки по ширине зубчаrоrсr венца, ~о рис. IП, кривая 6 Кн_, •l ,04. . 9. 0npe)tenяeм окру жную скоросrь з.убчащх коnес . • = !lГmпz,n, = 31 14,4.IS.800 = 2,6li/c. fr /Oda·~ Ocosp 1000,рО.О,968 . • Приникаем 8 степень rочносrи по нориак nna\нoc:t11 по ГОСТ 1643--81. 10. Определяе11 конrакrное напряжение [ 9] б . . • r,.к,,.,к,мfs,'tt,t5 {{&-+ ( н· := ~650 - z,y - ? . ~z 1<€ rrJn Z.t с{, f), r.-e Кни, - .коэффициенr , учиrывающии жина11кчес.ку11 нагрузку 1 зацеплении Новикова,. определяеrся по графику , npi и- .G . З м/с Кнr:гн • l; Kz. - в;,оэф.рициенr чксла зубьев, onpмenяe.lU,IR по фор11уJ1е Kz = 0,5 ( Kzt -t Kz:t ), в кor!ipoll эвачеви11 Kzr • ku. выбираnr по величинам Zrr1 и Zvz (с11.rа1м. 1IП); КЕ - - квэqхрициенr, учиrывающий пере.крыrие, при Е~ : = l, I к, = I ,9, ,, при C.J = 2,1; 311 к1 = 3;9; 5;9 соо :r веrсrвенво; d, - .itиaмerp . .11enиreльiloll о.кружвосrи шесrерви,опре.JJ.едяек rа'.к: d, = d, ,.1 = = 2 cr.w-((Gi+(} ,. 2.I55/(4+I) = 62 w. - . Опредедяе11 эквиваленrвые числа зубьев: • а) 111есrерви -2vt"' Z;/мsi = 15/0,968: = 16,5; . 6) &onece . Zvt. "'Z ,/tffJI 2 60/0,968 = 66,1. . По rабж. IIП 111еАвоR явrерпож~цие и инло.]1.кu, ч rо l<:,x 0,862 и - 1<%1, .. 0,973. Теперь l<r_ • О,5(0,862+0,973) = О,9175. Таким образом получим . б :-3Gso gss,1,м-1,o,гs2/lj+1 == ~оз ~мпа:. - •н- ~JПS· l,S• t;2-' I . 60 62·'1 , . - Не.D;оrрузка [б]н-6н= 492-403,I =0,181 = 18,I~ . . . [б]н 492 • • В ·связи · с бо.11ьшо11 недоrрузкоя укеньшаеli uежосевое рвссtояние ,1;0 • Cfw-x 135 ~щ, .а __~сл_о зу,Оь.ев mес_~Р.ВИ при11имаек 2 1 = IЗ. Число - II- •1
зубьевKQneca Z2=2,U' = 13.4 =52. • II. Qпределяе.11 угрп наклона линии зуба в :аиеш. mп(l,fZ.J,,дzt~os 4CI 3 +_52 ) = 15,64248°. f .• 2aw · 2,135 12, Уrочняеu: коэФ<1,иц11енr ширины ·по начальнщ1у диамеrру wec- rep1111 1/fcl= Ji~/(2,/913) = 3,14,1 ,I/(13,0,28) = О,949, ~ 13, )'rочняе11 коэффициенr, учиrывающи11 распр.еделение ~щгруз- 111 по ширине зубча11ого венца,_ по рис, IП, кривая 6 KNoJ =1,045. 14, Определяе.11 ~квивалентн~е числа зуаьев: а) шестерни Z11,=Z,jccs1 = 13/О 1 963з " 14,6; 6) .кодеса . Zvz"'Zz/co.sja 52/0,9633 "58 1 2, ,. ,До rat1л. lIП линеиноl! инrерп1тяцие11 на·хрдиц; чrо Kz 1 = О,?45 11 Кzг. = 0 1 968 • . Тепе р~. kz" 01 5 ( Kz, + Kz2 )=О,5(0,845+0,968) • • 019065. 15, Qпредепяе11 диа11еrр : делиrельно11 окру:а:носrи шесrерни d=dw, -=2a,,, -/(tu·f/ = 2,135/(4+!) z 54 w. • 16, Проверяе11 конrакrное напрнжение •. 6 -3650 '/ 915 ·I~045 •1•0tt7 {1+! = 468 МПа 1(- • V О,90с, .I,9 , .4J, . 52 54,4 [tJJ11- · б lf '±9.2 ,-468 • · · <ff. • ~ Недогрузка • [b'jh· .::~ = 0,0lf9 " 4,9,,, чrо < 5,,; . 17. выполняем расчеr на контактную nрочносrь при .цеисrвии 11аксиuальной нагрузки (сu _.п ,lб предыдущего приuерв). • 18. Для проверки зубьев на • выносливость определяе11 коэффк 7 циенrы, учиrывающ11е фор11у зубьев ааце пленил Новикова. • По ret 1л. I3П линеинои икrерnоляцие11 находиu, чrо YFнr " 2,181 и . у;нz • ., l,868, 19. Определле11 . допускаеwое напряжение при расчеrе на вы - иосливос:tь зуСiьев по изгибу (cu,n .I9 предыдущего примера; r,11e получено {6Jm= 300 МПа и (o]Fol"' 267 мпе). 20~ Сре вяиrельная оцанка прочное rи зу t1ьев: а) для шестерки {o]Foi/YFlft • 300/2, 181 • 13'7 ,6 МПа; .. о) дл11 .колеса {6},:01/Упа. "267/1,868" 142;9 ШJа. . • Та.к 11:ак 137,6 МПа < 142,9_/Ша, ro слабее зубья шесrерии. ··: .. • 21. Определяем яаnряхеи11е изгиСiе в зубьях шесrерии (9].: . < бFt = 1780 Тzi<FJKflt'нKFm YFн1/(z,mJKtKJ') . • , гд е~ ~. : ? - коэt4,ициенr , учиrывающия распределение нагрузки по ширине_.;";/ . венца, по рис. 5.П, кривая б Kr13 " I ,09; ,KF1пf - кoэrjxjiициeli~;J:, учитывающий динаыичес.кую наrруз.ку в зацеплении Новик~ва, onp~) .:r; деляеrся по графику , nри lr~ 3 м/с Kr1tн= I; KFm - коэфф~?.-> .. \• - 12•-
циенr ыасшrабноrо факrора, по rаал. IОП KFm ;. l; К/' - ко:эФ­ фициенr , - з а ви с л щ ий or оrно1Пени11 приведенного ра,циуса кривизны к li:о,цулю, определнеrсл по зависимосrи .fy _ J,38 z,u. = I,38 ,13,4 " 204• тп - (Ц+{)sin'р cos1 ( 4+1)0, 27?0, 963 По raa.11 . 12П линемои инrерполяцие!i нахо,цИы, чrо к., = 3,428. Таки&1 образоы бt:t = !780.955,I ,09,I,2,181/(52.43 .I,9 ,3,428) .. 186,4 мпа· , чrо цен-ьше (fi}Fot = 300 !Ша. · 22. выполияеи расчеr на прочносrь при ,цеliсrвии llаксиuа11ь - яо!I яаrру-зки (сц_.п,22 предыдущего приыера)~ Геоllеrрические размеры кояе.са. I, диаыеrр делиrельно!I окружносrи dl==mп 'Zz/C(ISji = 4.52/0,962963 " 216,000 1,(1(, 2, диа&1еrр вершин зуаьев daz."d~+ 1,8 тп . = 216 +1,8,.4 .• 223,200 llu, 3. Диа&1еrр впадин зуаьев dfz "dz.- 2,1 тп = 216-2,l.4 = 207,6 ltll, 4. Ширина зуачаrоrо венца • b1:;'fJd..1 =- 0 ,949~54 :" 51,2 w. Прини&1ае11 _ bl "53 1111, чrо coorвercrвyer ГОСТ 6636-69 (см. rабп. 9П), . 5. Фаска·на зуаьлх шесrерни и колеса nо,ц углом 45D <lf :::{),?m,,= - 0,7,4 = 2,8 l(ll, Принимав~ а,; = 2,5 1111, Геомеrрические разыеры lilecre рни. I, Диаыеrр делиrельнои окружиосrи d,=тп z, /cosp = 4.1310,962963 = 5ц,ооо 1111. 2, Диаыеrр верши-я зубьев d,ц-=-d,+1,8m,=54+I,8,4 = 61,200 w. З. ·ди-аыеrр in·адии зубьев • • d1, :ad, -2,lm,, =54 - 2,1~4 = 45,6 1(1,(, • . 4. Шири11а зубча roro венца ;,; =hz +(0;4, . . I ,5 )f 11 п = si+(0;4 ...I ,5)4" 54,6 • ••591111. Прини11ае11 br = 58_. IIМ, • : . • . меiосевое paccroliвиe (для конrроu) • а,,,,:;; o,s(dcrd.)= 0,5(54,000+216,ООО) = 135,000 ltll, ·_- .::,<..:..·С_ Пример расчеrе пряыозубых передач .;т,,;.,. ;Ji .вухсrупенча rои короаки скорое relt .. ;,;~ - Ра.ссчиrаrь пря1tозу<1ые передачи ..цвухсrупенчаrоlt iеоро6к1 cкo- >'. i(ogre!I (рис,4); если с tихоходноrо вала снимаеrся 1tощвосrь N2, = , ;:; - 13-
= 5 квr, при чacrorax- вращения п2 = 250 11ин -I и n3 =200 11ин-I, Чacrora вращения Оис·rроходного вала I nt = 500 .uин-1. циклогра11- 11а нагру~ения показана на рис, 5. Кра rковременные перегрузки до 200~ or но1,1инального I.1oueнra. Срок служОы коробки передач f . , . ., 2е,:,оо ч раооrы на кazдoll из сrупенеи. ~ j(:t 4&-t ' а,Н. Р~с.4.Схе11в зуОчdrых перед6ч коробки скоростей, • Рис .5. Ц1iклогра1ша нагружения короОки скоросrе11 на каждой из ступеней, Решен и ё. I, Считая, чrо коробка передач индивидуального изгоrовле - ния приви11ае11 для блока шесrерен и зуОчаrых колес легированну11 сrаль 40Х - .(пбковка). Назнвчве11 для них rep11000paoorкy - - улучше­ ние (закалка с высоки11 оrпуско1.1). Твердосrь после rерыообреОоrки для Опока wecrepeн нв 1 .3280, для колес пв 2 42so. 2. Олределяе11 допускаемое конrакrное напряжение по форыуле {б}н :с:. бнL/пr!, к~ ZRZvK"н/Sн I где бн/./тЬ - предел конrакrно!I выносливости поверхносrей зуОь­ . ев, сооrвеrсrвующий Оазовоuу числу циклов перемены напряжении; КнL - коэффициент .цолговечносrи а.., учиrывающи11 срок службы и режиw нагру:~ения; ZR - козqхрициенr, учиrывающи!I wepoxoвarocrь сопряженных поверхносrей зубьев; z~ - коэ,W~ициенr ,. учиtываю- щиl! окружную скорость; K'llн - · ко :эqф ицие нr , учиrывающи11 раз мер зубчатого колеса; Sн ·~ козф~ициенr безопаекосrи. при rермичесхой о6рабоrхе - у11учшении бнt;т/,= 2НВ + 7р. Для блока шестерен бнt,'ть"3 ~ 2,280+70= 630 /JПа, - J(ля колес . бн/.,,'тЬм = 2 ,250+70 = 570 IJПa. Коз44,ициенr .цолговечносrи к,,,. : VМ1,/NнЕ где Nно - базовое число ци,клов перемены кап.ряжении, смrвеrсr­ вующее ,цлиrельноuу пределу выносливосrи1 Nн,= - зквив11ленrное: число циклов nере11евы каnряжени11. ' - i4-
Для блока_ шесrерен Nнuf,3 = зонв 1 ~ 14 =ЗО.2во2 • 4=224.IО 5 • Для колес Nнo2,r = 3Онв2~; 4 = 30,250214 = I71.IO~, Эквиваленrкое число циклов перемены напря:rени11 NнЕ"' 60 г (Тt/т,,,,~) 3llt' f/, r,це 7t' - круrящиl!- моменr на i сrупени; 7,,,,х - максимальны!! длиrельно де11сrвующ1Ш круr11щи11 моменr; nt' - чacrora вращения на / сrуnени; - fi - время рабоrы на i сrупени в часах. Дл11 блока !!!ecrepeli _ Nщ,,, == бо[(т,/т./ас +(O,Sli/Tz/'O,l/}17if ~ ;: 60 {l~0 .6 +О, 8~0,'t)500·200tJO =~S•II)~ _ Для колеса меньшего NнFi = Nнп /и; =48 .10712 =24 .107 , для колеса болъшеrо NнF'f = NнЕЗ/(L; .,4a.ro712,5=192.I06 • •( . - Здесь Uб - лре.двар11rепьное значение передаточного ч11спа бысr- - рох 6,цно 11 сrупеюt , ll.6 = =n,/n, -= 50 0 /250 = 2; u; - предваритель­ ное значение передаточного числа rихохо,цноl! сrупени ' u; .. -= п,/пз = 500/200 = 2,5. ) Так как· NнE11>!Vlfolf и - NнFO >!Vно1,з ,. ro Klfи Kнtz. = Кнн ""Кжr= 1, а бнi/трz,v < 6н{,,'111рf,З I ro более слабыми оказываются колеса , по нии и будум весrи расче!• . Шероховатость ловерхносrеll зубьев блока шесrерен при долбле ­ нии coorвercrвyer 5 кпассу· , позrому 2k = 0,9. Предполагаем ок­ ружную скоросrъ зубчатых колес ll" ..:; 5 м/с, мэrому 'Zzr = I. · ожидаем на•iал"ьныll диаметр колеса d,.,~.с:.700мм, по-зr"о1жу Kx;"=r. •Для зубчаrых колес с однородной crpyкrypol! мarepitaлa Sн=I, I. _ Таким образом [r.:,Jн=fo/111."fбfнr=570.l.0,9,1,Ill,,I = 466 rma. 3, Определяем межосевое расстояние rихоходяоl! сrупени из расчеrа зубьев на ~онrактную вuносливосrь . • а~ "(ц;+t)Yto;((б]11UJ)j27j Кнр K;11r/'fcrт , где Тз - крут11щи11 момент н~ кол·есе, опр·еделяе1Lы1t из за виси - мосrи 1j = 9550 Nz/n, =9550 .5/200 " 239 H,rl-; K!f,6r- коэффици- • енr ·; учиrывающиl! распределение нагрузки по ширине венца, nрини­ ме-.ем коэффициент ШИРИRЫ по начальяоllу диalierpy шестерни V.tr = =b+/riwз = О,З, rorдa по графику рис.IП, кривая З l<н1t= I,03; :__Кнvт • - предварительное значение коэффициента I учитывающего динамическую нагрузку в зацеплении, приниllа_ем k'нvт " 11 1; • \Vат - коэффициент ширины по ме:косевому расстоянию, он вахо - - 15- 1
t диrся по эависиы о сrи . lfaт ;. Ь"/aw =:: ЬУ/fq5 d.г~ (и:~1))-=21/a'r/(ur',1/=ё. о,з_/а_5"I) ;.0)71. J . i! •• ' • Такиu оорз .зоu ct'w = (?,Stl)V[!01/1IC6 ·t5)/ё3!N,C3·1,//4f// =17!11м. О11:руr•я11 д о Оли..-,.:айwеrо кратно.го 5 11м, принимаем аи,-= 170 м.м. 4 • .Опред еляем ши рин у зуО ча ror·o колеса Ь~.:: 'f/gтa(,,. = O,I7I,l7I = 29,24 llll, . Согласно ГОСТ 66::i6-69 прию1маеu /.,q = 30 мм (с1,1.rаол.9П). 5. Модуль зуачаrого зацепления в короОках скоросrеи nрини-. маоr из сооrношения ,r, = Ь/10 = 30/I0 = З 1111, чrо coorвeicr - вуеr ГОСТ 9563-60 (сы.rаол. 8П), • • 6, Оt!ределяем суммарное ЧI\СЛО Зубьев 2~ = ·/!ai..r/tn =2.170/З " IIЗ,33, Округляем до Олижаиwего ue11ьwero цедоrо,при- • нииае1.1 Zr: = IIЗ. •• 7. Определяеu угол зацепления в рад11а11ах IXIP::: aщos[M~nz.(c~s20')/aw '° azeco.s.fP,S·З •lfJ•{),9Jii9З/f717J~ о, 357()5'8. 8. Определяем коэ(!J-рициенr суыuы сuещении • Xr = asz,;(t9a,,,-ti.1,г-O,O/IIJOI/~ a,5·fl3(o,31ЗO'll:-M57{)5$-U,Oll/.9dl/j,.. 0,/6$, ig20' . • 43~397 •• . . Принимаем коэфф1щиенr сыещения у wecrep1111 ')( 3 » Xi • 0 1 168, у"ко- .11еса Ху=О. 9. Определяем коэф:t,ициенr ура вииrельного с14ещеяи11 il!J==XJ: -tO,SZ$;-a1,1/fll = 0,168+0,5,IIЗ-170/3 = О,ООIЗ. I0, Определяем ч11сло зубьев wecrep1111 z; =Zi:((tL;r1= II3/(2,5+I) ,. 32 1 3, Пр11ю11.1ееы Zз = 32. II . Оr;ределяеu число зуОьев колеса z,,:::Zr-2з ·= IIЗ - 32 = 81, 12. Уrочняе14 fередаrочное ч11 с л.о rихоход11ой сrупе1111 . Цт :::Z,jzJ = 8I/32 " 2,53. • · 13, Определяе14 начальны!! диамеrр ·шесrерци dw3 .::J.:t~23/zr. = 2.170.32/113" 96 1 28 1414, • 14 . 0npe.nenяew окружную с1<орость зуОч~ных кслес ·1 1;- ~ fid',.,, n,;11QQ,:1·!~'=3 , !4 .96 '28 .500/( 1000. 60) = 2, 52 u/c. Приниuае.u по ГОСТ 1643-8! 8 сrепень :rочносrи, коrорая ре1<Qмек- дуе:rся для n~:1111.1.озуОых цилиндрических колес при скорости до 6 u/c, ' 15 " Уrочвяем коэффициент ,учитывающий ;1;ина11ическую нагрузку в зацеплении Книт = I + ИнfvтЬ 1./(Ftт·Кн1т} · , 'rде Шiivr - удельная о.кружная дина11ичещшя сила, оnределяеиая no формуле Wн~r = - Iб-
= Jнg, и-т {аtи:/ат он - коз :Фщиенr учиrывающии влия­ иие вида. зуоьев, при rвердости Н G.. НDЗ50 и прямюс з7Оы1х дн " .. 0,006 (см.rаdл,IП); 90 - козффициенr, учитывающим влияние раз­ носrи шагов зацепления ·шестерни и колеса, по ~аdл,· 2п (j'q = 56, rаки11 образом Wi(ь-r= О,006,56,2,52 у 170/2,53 " 6,94 Н/м11;ftт - - окруi:11ая сила в зацеплении, определяема.я JIO зависиliосrи Ftr • = 1000 N2/t,1p I000,5/2,52 = 1984 н. Такиli оdразоы К,шr = I + + б,94,30/(1984,I,03) = 1,102, 16, Проверяеli контактное напряжение в· бн :: _.!д!._ (Urtl l.,K!fpl4vr"" /0,,, т • (J.o {,L7 blf • {7(),J;,53 полюсе зацепле кия ',?,5Зff ~2ЭNOJ·l,/(},Z = 30 :с:::t/63,7МГ!сх, • Не~огрузка {бlн- 6нт 466-463,7 =0,005 =0, 5%, что L. 5%. [б]н 466 17. Вьшьлняе!l расчеr на контактную nрочнос- rь при деисrвии 11акси11альнои нагрузки. Расчетное напряжение, создавае11ое наиболь­ шеll нагрузкой 6н117~)( = Онт vrз-;;;;;fi; ~ f/6 3, 7 vг"' 655 ,8 МПа. По услов111> кра rковременные перегрузки до 20~, поэrоыу т,,.,..,,/7_;=2. Допускаемое предельное напря1ение для зуоьев колес, подвергнуrых улучшению {6']н,,11z,:= 2 1 8 Ьт , _ где бт - предел текучести мате - риала прк растяжении. Для колеса, как более ылгкого бт=490 МПа . [10] , noзroiiy [fi]tfmo.y, .. 2,8 .490 = 1372 МПа, что больше бнта.х = 655 18 мпа . • 18. Проверяеы зуОья iia выносливость при изгибе. Для эrого определяе11 коэфрициенrы, учитывающие форму зуоьев при козффици­ енrе смещения исходного конrура у ш.есrерни )( 3 = О,168, у коле- .са)(,.,=О: а) для' шестерни УFз = 3 1 62 (rio рис. 4П); б) для колеса YF:Y = 3,6, rак как Z.r = 81 ;:,, 80, 19. Определяем доnускаемое наnря:1:ен~е при расчета на вынос­ ливост0ь зубьев при изгибе (6'/f'il "'б;uтЬ/6·, Ys YR/St= где -6"t,'mh - предел выносливости зубьев при из.гное, соответствую­ щий базовому числу циклов перемены напря:1:ени11; KFl - коэффици - енr дмговечносrи; Ys - козффициенr, учитывающий градиент на­ пряжений и чувствительность маr.ериала к концентрации наnряже·ни1н • Ул- - •коэффициент , учитывающий шероховаrосrь переходно1Гnоверх- • нрсrи эуОа; КкF - коэффициент, учиrывающия размеры колеса; SF - - коэффициент Оезопасносrи. - 17- .•
При rермической обработке - улучщеню1 б,~t/тJ, I,8HB. ,Цля шес:rерни . б:u'тЬэ -~ 1,8 ,280"' 504 !JПа. Для колеса fiFUmbtl = I ,8 .250 = 450 !Ша. • ,6г:;-т;-; Козф:рициенr долrо. вечносrи KF1- = VNFajNo!' , где NFu - базовое • числn циклов пер·еме11ы напряжении, пр_иliимаемое NFq ·= 4.106i • NFE - · зквив!!ленrное число циклов перемены напряжении, опре- . .l(ВЛЯР.1tое no зависимосrи iVrE=60E(Тt'/T1n""),s17/fl • • . ·• Для колеса /\'rн_ = 60(Р,6+0 186 .О,4)197,5,20000= 167.106 , ·чrо" NFo = 4 .106 • Поэтому и для wесrерни NFEЭ > NFo • Таким образоw. Kr1-3 · = Кl'llf = I. Для .зу ·бчаrых 1(олес из консrрук - ционных сrалеи зиач .е11ие коэф.рициенrа Ys опред.еляюt в заiзиси~ мосrи or чо.цула. (с11.рис. ЗП) или по з11пирической фор1tуле Ys = I,096-0 ,192 Lgm = 1,096-0 ,192 LgЗ = 1,00. Д;!я зубодолбления при классе tt1epoxoвarocrи переходнои. поверJС • носrи не ниже '1 Уд " I, При диаыеrре ~epw,fн зубьев колеса d,,~ ~300 lllt КкF = I, при d«;,-300 ·мц Ккf = 1,035 -O,O0OII7a'a. Здесь da11 = 249 Wl (cw.c ~p . 21 ), позrо11у K1"F = I, Ко:эффи - циенr безопасносrи определлюr по зависимосrи SF== s~s; ' где S~ - ко.эф:рициент, учиrывающиl! несrаоильнос -rь сво11сrв иаrериа.... ла и отвеrсrвенносrь зyoчaroll передечи, при вероятности нераз­ рушения 99% s; = I,75; SP ·-.. коэq-л!Jициенr, учиrывающи11 способ получения заrоrовки колес, для поковок и штамповок s;! = i, по - . зrо11у SFз = SF'I = I,75. Такиu оОразоu допускае11ое напрл:rение: а) для шесrерни [~JF~3 ; 504,I .I .I ,1/I,75 6) для колеса. [6}Fоч = 450,I .I ,!,I/1,75 20 • .' Сравниrельная оценка прочности зубьев: 288 МПа; 257 МПа, а) ,J;ЛЯ wесrерни . [fi'Jf()J hJ/ ►rз =288.35/3 ,62=2864 Н/м1t; 6) для колеса (o]Folfbч/Y,:,/ 257.30/3 1 6 = 2[42 Н/111t, . Здесь ширинаwестерниЬ3=br +6 =30+6=36UJA. Так как 2142 Н/ц11 ..::: 2864 /:l/11uJ ro ела бее зубья колеса. 21. Определяе1t напряжение и .зги ба в зубьях колеса бF11~ ft-rKF,rKruт Y,lf./(P11m), ,;: _г.це КFрт - козфф1щиен:;, у•шrывающии, распределение нагрузки по wирин.е :аенц11, при Н ~ НВЗ50 11 Y-'d ·:а о,з ПО рис, 5П, .в:ривця 3 Кгрт = I,07; КР1rт - козффиц'иенr · , учиrывающи11 динаии·чес­ кую нагрузку, возникающую в зацеплении, оnр'еделяеuыll по зависи­ мости_ .Кпп"' I +- UJ trтb1/(FirK1tт); WFvr - удельнаs~ oкpy:rнaJi . - - 18
• ,цинамич · е _ская с~ла ,_ определяемая так: •w_r -:;_r = дr:90 V-r vci.w/Ur 1 · ·J,: - · .козффициiiн- х, учиr. ывщощи.й в1ц-1яние вида зубь.ев ·,. для прямых: зубь·ев OF = О,Оiб. ТаR_им, odpaзo·-м ··.wFlrT ==0,Оiб.5"6.2, --52 \/ 170/2153 = 18,·5 Н/~м . ·и KFtтт · ~··:i-t18_,5.30/(I984 ,; _ I,07}=· ·.I,261~ Таким обра· ~ .зом_ ..·6FI/ ;; I98'4A,o7 .I .126- I l.з,б;fзо.з).= .IО?~МПа, что ~[olrQ.f :а = ,·2-57 МПа • • •• ~2 ~ выполняе.м раочеr на n·рочно.сrь при· изги.6-е макс_иi18льно·й iщrpyзito~, ~оrо-рыи . дол ·ен предо-t:вра_ тиrь ос·та :rочны·_е. д~формtщии . . . . . '• • . ' . изл.ом з_убьев. На~1болъшее рас·чеrное -·непряхение в з.убьях колеса · , бr:пт~ = бFlf l;ma.,:/1j = 107, I . .2· = · 2!4,2 МПа· , не должно npe выша r:ь до·п_ус rимое ..· { б1~#1(),,/..;: fi:,4/~мyY.s/srJIYI rде . fn:l/m/Yllf - п-реде_льное. я~шря· ение ~- ·не ~ызыв.ающее ·ос та точных дефорМ.а_ц_ии . зуба, яа,коди·tея ~:о · за висиJ~.осrи бf(/тмf =4,8НВ4 = - 4,8 .250 = 1200 Щ1а; ·S/141/ . - к9·эфф,щиенr безо.пасиосrи, равный пр 99- в~ройrн~6tк неразруmе~ия- 1)75. Теtим tбразоu ~dлучи [б]Fта.)t.= 1200.I/I,75 = ·. 6 8 5 :~ - 7 МПа . чrо -~ 6Fm(!,: ~ - 214,2 МПа. Р8сче -~ бы~rроходноtt сту~ени I. Определяем ш~рику зубчаrоrо . коиеса из условия «онr~к~~ои выносливости зуа-ьев :, 2_ --·--·- ·:: -~- ---=----- --- . . .. . ь: , =, [101/({б]наr,,С/,;Jj (tJ.G r1. 3 Tz к~,& к;v6, r;te , ~ .... круrящ~Нt_ м:о енr цв ко.десе_; onpeдe.л.i:teuы-R по · зависии·осrи Ji. • .9550 N~./ n2. • = 9550.'б/250 =- I9I н .u; Кf.tpc - •nред~ари­ rе-л~-~о з- Н€i~ен-ие . озффициента, учиrьн\ающего расn=р. еделение . наrруз ки no ширине зенцаt n-риюнrеем_ К~рь _ = ·1.,02;· . KN1r6 - - щ,едвар· и - . reл-ь_Ii"oe . ;3начение коэффицйенtа, уч~tr.ывающеrо · дий~мичесиую вагруз - 1..у в зaцen~e!I~!t..: -- ~pин.имa~~ - i;fftr& .; al' !? ~ ..! .~!t!!___ ~O~P~~ -ou •-- /' 4. - --·--: -· -- . . --( Ь2. :::; 10 /( 466- - . 170.2). • (2+1}3 19.!!II,02аI,15 - ~ 24;1 ммф• . Corлacito_ rо·ст 6636-69 ·np · ни ·seu · ь2 .:: 24 u {с _· .табл• .9П-). 2. оду~ь эyбчaiorri зецеniениа · э ~ехкологtчесiих cooбpri ~- ни~ ~-pиn~iraeм tа.ки же, ·ка~ для r~хоходяQй с-rуnеяи, т = з мм~ ПОЭТОМУ _ с_у·жмариое t_lИСЛО . з_убьев- буде.r Zi =_ · IIЗ..' Коэффиц.t1ен:rtz ·· q :ещ.е·1tия у w·ec r·ерн<~ . • Х1 ·= 0,168, у коле-се Х.е. = О (с · .ri~8 р~СЧ та т-~ _ Х{)ХО,ЦНОИ . с~уnени) ~ _ .з. Оnределяе: . ч.исло зубьев шесrернй !/~ == ._ t. /(11;+. IJ = I ~3/(2+I) =37,·7. Прийи ае .·Z·f =38 $ ~- - Опр~деляе ._ ЧИСhО · • аь~в -КОЛJС8 •Zг· _:::Zr- Zt = !13-~ зе=75~ -· I9 -·
.. 5. Уrочняем передаточное число 6ысrроходнои сrупени Us ::Zz/z, = 75/38 = !,97. 6. Определяец начальный дие.меrр шее rерни dw1 "2aw -zf/Z,,:, =2 , I70.38/I!3 ~ II4,34 мм. 7, Определяем окружнур скоросrь эу6чаrых колес '//к :::lidщ,n1 /(!мj,б()/=3,I4 . II4,34.500/(I000.60) = 2,99 ц/с. Прикиыаеы 8 сrепень rочносrи по ГОСТ 1643-81 , 8. Уrочняеы козффициеJ-1Т kн_р;, • Для зroro определяем козффициенr ширины по неуальному диемеrру шесrерюt - V,d5 = bz/dwr = 2 4/II4,34 = 0,21. По графику рис. IП; кривая' З Кн1s-= I,02, 9 , Уточняем козф:рициенr Kнv-li по формуле . • . Кl(ь0 "' /+ W,m,b~//FioKlf/•J,. rдв U/нq,=~н(j~I,-~ = 0,006,56 .2,99 VI70/I , 97 = 9 13 Н/мм; Hfi - окру ж ная сила в зацеплении, Ffs = 1000 Nz./ V-~ "' I0 00 . 5/2,99 = 1672Н. Иrак Kн1r.;=I+9,Э , 24/~672,I,02}= I,IЗ, • IO , Провервем конrакr~ое нап яжение в полюсе эацепл~ния 6НБ = ....! .!}!_ (t1.-+l}372Kнt•1(!("§. ""--1§.! _ '(l,97ri}1Ю•IД • l,IЗ _ С{р;{).Б bz. • f?fJ·l,11 21/ - ==f/б3!1Па. Недогрузке {б]н;t~ 462~~6а =О,ООб = 0 , 6%, чrо .;; - 5%. II . Расчеr на конrакrную прочность при действии максималь - н о й на грузки м ожно не проиjводить (сы.л,!7 расчеrа rикоходнои сrупени). 12, Проверяем зуаьн на выносливосrь при изrиое . Для эJoro определяем козф.рициенrы, учиruвающие форму зубьев лри козффици ­ енrе с м ещения и сходного конrура у шестерни х , = О , 168, у коле - са Х2=О: а) для шестерни YFI = 3,59 (по рис. 411); а) для колеса YFz "3 ,567+206/ z} =3,567+206/752=3 ,604. I З . Доf!:Ускаемые . наiJряженил при расчеrе на выносливосrь зубьев шестерни и колеса Oy~yr rакими ж е, как и для rихьходнои ступени , rак как здесь чи сло э кви валенrиых циклов пере мены на­ пряжении для шесrерни rакое же , а для колеса - Оолъшее, r.e . [!J} f'Q( = 288 !.Ша; [oJm. =- 257 МПа . · 14 , Сравниrельн~я оценка прочносrи зуаьев а)для шестерни [5Jmb,jYFt =288.30/3,59 = 2407 нi м м ; о) для колеса {б}.щbt/YFz ""257 , 24/ 3, 604= .1 7I I Н/ мм._ - 20- • - ~"'... ·, ? r )
• Здесь ширина шесrерни приняrа h, = hz r б = 24+6 = 30 1&11, Так как I7II !Vмм < 2407 fL/мм, ro сr.абее зубья колеса . I5; Определ.чем- напряжение изгиба в зубьяк .колеса 6F2 = Пв Krf• KF1rli Y;z/(h,ln) 1 • где KFffi = I ,05 (см.рис.5П, кривая з); K,- , , .• =/ +ш mbz /(f t. ~•4 1 lJJ,:и;=~F9, !Г• ,;a;;;Jij, =0,Оiб,56,2,99 V I70/I,97=24,9Н/нм . и Kn-r; = I+24,9,24/(Iб72.I , 05) = I ,34, _ ...... __ Та.ким образоlt o,,=(672•/,tJf·f.3'1•3,6~o/(ёY.Э)=t18MПa,l/тo < {6]пz-z57HПtr, Расчеr на прочносrь при иэrибе максимально11 нагруэ.ко1t 11ох..: но не производить (см,п.22 расчета ти1Соходно1t cryne~и). • Геомеrричес.кие размеры меньшей ш~сrерни, I, диаметр делиrельнои окруtности d1 = тz, =з.32 = 9&,ооо 11м. 2. диаметр вершин зуdьев - da:1::{lз +-2-гг1,-2,;j111 =(32+2+2.О,!68-2,О,ООIЗ)З =103,000 wr . з. диаметр впадин зубьев d.fJ"'(2з-i,s+2Xз}ПI = (з2-2,5+ао,Iб8)3 = 89,508 IШ, 4, Ширина зубчатого венца Ь3 = 36 мм Сем, стр . 18). Геомеrричесiие размеры больше\! шестерни, I , Диаметр делиrельноИ окружности d, ::т z, = 3.38 = II4,0QO 1111, 2, Диамеrр вершин зубьев da 1 ,,(z, +2 +2r1 -.щ)nl=(38+2+2 .о, I68-2 . о,001з)3 "'12~000 1111 . з. Диаметр впадин зубьев Щf :(z,-2,S-г2tJffl=(38-?,5+2,0,I68)3 = 1071 500 .~ш. Геомеrричес.кие ра эмерьt 11_еньшего колеса. I. диаыеrр делиrель11011 окру:i:носrи • d2 :::mz2. = 3,7s = 225,000 мм. 2. Диа1,1еrр вершин зубьев · d.a2 =flr.+ 2 )т ,. : (75+2)3 = 231,000 11ы. з. диаыеrр впадин зубьев _ • . dfz. ::('zz -2 ,s)rn =(75-2,s)з = 217,s мм. • _4. Ш~ри11а зубчатого венца Ьг_" 24 м11 (c.11.crp. t!J) . Геоиеrрические размерьt большего колеса. I,.диаиеrр делительной окружиосrи . d,,, ;;::rr/ Zy = З.81 = 243,000 мы. 2, Диамеrр вершин зубьев • da9•(Zt+2 )rп (8!+2)3 = 249,000 мм. •. ' - 21-
'\. t, з. Диа1,1етр впадин зубьев dfч "'(Z'f-2,5/rn = (8!--2,5).з = 235,5 мu, . • 4, ·ширина зубчатого венца bl,( = ЗО.1,11,1 (сы. crp. fб). Пример расчета прямозубюс передач одиосrуnенчаrоrо nла неrарноrо редуктора Рассчиrаrь зуачаrые передачи. планетарного редуктора (рис. б) при rpex сателлитах , если мощность на водилеН Nн ~ I5 itB:r, чacrora вращения солнечногQ колеса n, ,,. .720 ыин- 1 , водила - nн .= 150 11ин- 1 • Ци-клогр'амма 11аг рух:ения при веде на на рис, 7, Кратковременные перегрузки до 200% or но1111нальвоrо .u:оыенrа, Срок службы редуктора t = IBOOO ч. Р и с . б. Схе11а . зуачаrьiх передач лланеrарноrо ре,цукrора. Решение, . I . ·Из зависиыо9rе11: - ~~~ С)' o,Bi o.4t Рис. 7. цикдо1·раЫШ1 наг ру1:.ени11 pe- ~yкrnpa. nередаrочi!ого числа редуктора U;, = Z 3/Z, +I, . усдовин сиШ1еrричноrо ра'зые1Цения сателлитов z, +l3 ""3К , . r де 1< - лю(!~е целое число ,и услов11я cQ.fcвoc:rи ;, .. (J;;f(z;-z,J; аолучаеы число зубьев сателлита . t 1 == :z,/~SUfJ '-1/,. •. - . = (зк/utJ(qsu~-1) . .· · _· tпередаrочн .ое число редукrор11 здесь необхо.ци110 выразиrъ лрос:rо11 дробью. Получвец Щ::::. n/11t1 " 720/150 ,z 24/5 и . • Zг = (З.48,5/24)(0,5 , 24/5-I) = 42, Здесь npиfiя:ro .f<=48. • Число зу Съев солнечноrо колеса z;c3J</ttl' ; .3,48 ,5/24 =ЗО; Число зубьев коррнчаrоrо колеса Zз = z, +2 Zi. =30+2 .42 =114. llроверяе.11 условие "смедсrва•, предус11аrркващцеrо наличие. зазо- ра мецу careJIJ!иra1114 ( Z1 + Z:г 1 .sin (180°/3) ;,, ( Zz +2). • - 22-
Получаеll (30+42) sin ·бо0 ;> (ч2+2) или 62,4 > 44, r.e. ·условие "соседства" выпо.i~!fяеrся. 2. Прияиllаеu: .11:ля солнечного колеса II саrеллк_rов 11еrировав­ ную сrаль 40Х (поковка), Назначаеll .1\ЛЯ НИIС rep1looбpaбor1ty - y.iiyчwef!иe (закалка с высоким otnycкoll). Твердость после rерu:ооб­ рабоrки для солнечного колеса нв 1 2во, для саrеллиrьв - НВ2250. для короdчаrого колеса прияимаеll ьrаль 45, норllализованьую, с . rвердосrью HB 3I50, -- • • • 3. Определяеll допускае11ое ~конrакrное 1rапр11жение no фор11у 11е [6']н.::: бнtimb КнL zl{ ZvКкн/s н J ' где Они'тЬ - пре ;;ел ковrакrноll выносливости nоверхносте11 зубьев, сооrвеrсrвующиl! ба·зовоиу числу циклов лереllевы вalipяi:e­ ниll; Кн, - козф.рициенr долговечности; Zя - 1tОзф.!·ициеяr, учк­ rывающиll wepo)(oвarocrь сопряженных nоверхяосrей зубьев; Z1r - хозффициенr, учиrывающий окружную скорость; Ккн - «оэффкциея ·r, учиrывающии разиер зубча roro колеса; Sн - коэффициенr Оезоnас­ ности_ . При термичеСJСОП обрабоrке - улучшении 6н{/mЬ" 2НВ+70. J{J1я -соляечноrо 1011еса 6ни1пЬ, =2.280+70 • 630 МПа. Для саrепли.rов бнl,,',;,,Ь,. ,. 2,250+70" 570 1.Ша. Itоэфф1щиеяr ЖОJIГОвечвосr11 l<щ. := INнt1/NкE r,1;e Nнq .- оазовое число цикпов nepelleR11 напряzев1111, coorвercr­ li,Yoщee длиrельвоllу пределу выносливости; . Nн!? - зхвивапея_rное число циклов nере11ея1,1 напряzеяи11. '1>,- J(J111 СОЛН!!ЧНОГО колеса Nно( = 30 Н.В12 • 4 а зо.2во2 • 4 " 224.1O5~ Для саrеллкrа N,щ .,- ;~нв/• 4.,зо.2sо2;:(17-1,105 • • Э.квиваленrное число nиклов переыены яапря:1еяк11 Nщ = бО'Х_ (T,/Tлт1r1:(nt'{/, • -• rже Tt" - 1tруrящи11 1to11eнr на i. с tупени; Tm-,r .; . 1щtcИJ(a.ilьilыlt .в;лительио де11·сrвуюiций крутящий Jlo11eнr; nt' - чacroi'a вращеяКJJ на •t cryneliи; ft" - вре11я рабоrы на L сrупени В -часаХ~- Р- - ЧисJ111_ циклов иза'tенения капряzениll опред-еляеrся, исходя из ч11cror1,1 враще~rия, взя:tой оrвосиrельяо .водила. для солнечного колеса NнF1"'3•6o[fr,/т,Jo,t+fo,tr./т.)34'1J(h,-nк) t =- = 3·60(t!o,I +d, 8~Р,'1)(7М- 1so}f8tJoo = ~'18·10 7• Для care1111иra • NнEZ'" Noш )(3u,) •I48,I07,{-з.i,4) ..з52.106 • - 23- .,
·Здесь (.,{~ - передаrочное число, определяеиое rait: U, = Z2/z1 = . .. 42/30 = I,4. Ta1t как NнЕ1:>/Vна1· и N;;~z ;,Nmt, то Kнti"' Кни = 1, а fiiнl.Jmht ..: . бнh't,,Ь, , ro более слабЫJJ оказывается саrгллит, по - вему 1' · · будем вести расчеr. Шероховаrость поnерхносrеи зубьев при чисrовои фре:зерова нии с о отвеrсrвуе_r 6 классу, поэтому ZR =0, 95 . Цредподаrая окружную скорость зубчаrых коле с 1,r ... 5 1.1/с, позrоыу 211' = I. Ожи.J(аец вачальныt! диаметр сателлита dw,!?. . . ::700 1,111 , по­ эrо1tу /(хн= I. для зубчатых колес с однород11 Ой сrруктурои uаrе- риала Sн"' I,I . Таким образо11 • [б]fr' "'[6/н~= 570.I .0,95.I .I/I,l = 492 !.Ша. 4. Определяем иежосевое рассl'ояние зубчатой пары солнечное колесо са телтн из расчета зубьеn 1:а к"онrакrную вuнос- ливосrь I r· )J/f. 'f/ _ }J/7"' I ;1/, . Ci.w " ' U,+I 1 10/(бнU,1; 1;~Кнl'~Кни1z. ra, где 7;_ - круr11щиl! момент 1: ., сателлите; Кн;,11 - коэффициенr,учи­ rывающиll распределение нагрузю1 no ширине венца, п р ,н1 и1.1аеu коэФ­ фициенr ширины по начальному диuмеrру шестерни \?'J, = bz/dz,,, ~ • • 0 ,6 (рекоиендуют ~~~ниuать ~ 0,7), rorдa по рис. rп, кривая 1 1• ,,:;, 5 Кн;,12 = I,04; K1;v,, - преды,рительн о е зиачени~ ко з фj)И Ци е и­ rа, учитывающего динамическую нагрузку в зацепле н ии, приним а еu к;v-, 2 = I, I; ~ - козффициенr ширины по иеж о севому рассrоя­ нию, определяеыыR по зависимости ~ "'b,/aw ::bz/{afdм(IL,+f}j:::,2«/',1t/(11, +!)"" 2·46/(U+!):::: ~5 . Круrящив ыоuент на водиле • Тн=-9550Nн/Лн= 9550.15/150"' 955H,u . Крутящий uoueиr на солнечном колесе Т, ,:;;Тн/(Щ'?t,, = 955.5/(24 .О,97) = 205,I н.11. Здесь tz; - КПД редуктора принлт равнш.~ 0,97, Круrящиl! uoueнr на са rеллиrе i:::: t2ТrU 1/З = I,2,205,I,I, 4/З =II4 , 9 Н.11, где козr1Фици­ енrо11 1,2 учтено неравиоыериое распределение нагрузки 11ецу саrе11- лиrаыи. 1 Та ки11 образ о;,----'-----. -. -: -2 -------:: ..- . aZP ,:.(1, '1 +1) l/!IJ;(lfi 2·1,'1)} /fl/,9 ·1, J1/i,l/45 ==!J1,5'им . 5 . Опреде ля е11 llодул ь зубчатого зацепле н11 я • m 1:= 2 a/,,/(z, .,.z~J = 2.9.I,5/(ЗО+42) = 2,54 1111. Согласно ГОСТ 9563- 60 приниuаеw т = 2,5 1111 (сu. rабл . 8П) . - 24-
6. Определяем окружную скоросrь в зубчаrо~ зацеплении 'v = Ji'm Zf (n1 -17н)/(I000.60)=3 , 14.2 ,5 ,30(720-150)/( IООО.бО) .. 2,24 u/c. • Принимаем по ГОСТ I643--8I 8 сrепень точяосrи, коrорая реко11ея.цу­ еrся для циликдрическоl! прямозубоl! передачи при скоросrи до 6 м/С: 7. Уrочняем цежосевое рассrояние О'"' ==O ,Sm (z,+z~)= О,5.2,5(30+42) 90 1111. 8, Определяем ширину венца сателлита ь~ = crZ:, 1fa = 9I,5 .0 ,5 = 45,75 IA!A. Согласно ГОСТ 6636-69 nрини11аеu Ь2 = 45 мu (сu.табл.9П). Ши- рина венца солнечного колеса Ь, = Ь2 +5=45+5 = 50 uм. 9. Уточняем значение коэффициек ·rа Kl{v,1 = /"lt'нv,1bi/qKн11Lj, где · 7»Нlnt. - удельная окружная д~нюшческая сила, определяе - цая по зависимосrи - Ш11011 =ч511g,l! ra;;;fu,1 ; Он - . коэ ф:риц и­ енr, учиrывающиll влияние вида зубьев, при пр111.1ых зубьях 01( .. = 0,006 (си.табл. IП); q0 .~ коэффициент, учиrывающиlt влияние разности шагов зацепления со~нечного колеса и саrеллиrа, из rаол. 2П (J, = 56, rаки11 0Оразо11 Wнvi1- = О,ОО6.56,2,24Х ' !( {9_0/I,4 = 6,03 IVJ,111; · ft - окружная сила_ в заце·плении кахо ,циrся из зависи11осrи Ft 2000 Т,/d1;,z. =2000.II4 ,9/105 = 2189 н. Здесь di,i ::dz =mZi 2,5 .42 = 105 J,{ll,. Такиu 0Оразо1,1 Кн1п2 = !+6,03.45/(2189.I ,04) = 1,124. 10. Определяем кокrакrнве напряжение в · полосе · зацепления бl{= 101/ (t1,+1) r~кнмк""t ::;;,_!tJ :_ y1,11+/) 3tflf,9,f.(l'f -M2 '1 =S09. кмnt:z, а"и, Ь1- 9O·i У ;s -' Перегрузка бн-[61н .=- 5 09,8-492 ~ 0 , 036 = 3,6% , чrо L s~. [б}н 492 . II. ВыполняеJ,1 расчеr на конrакrну;о прочl!осrь при деисrвии максимальяоl! вЕtrрузки. Расче rное ваnрюсе.ние, . созда ваеJ,10 е паи - Оольшеlt нагрузкой бн-,,,щ = бн VГzм~к/7; =509 ,8 V2 =721 МПа• По условию кра rковремениые перегрузки до 200~ , п о з rо ы у -;; , ., , . /;;"" =2 , Д о пускаемое предельное напряжение для зубьев колес,под-- вергнуrых улучшению [fi}нта.х = 2,86r , где бт - предел rекучесrи .материала при расrяжеиии; Для сателлита, как ' Оолее мягкого бт = 690 МП а [10] позrо!.iу {6]н11,ц. =2 ,8 .690 " 193 2 МПа, чrо > бнmм< = 721 МПа. - 25-
j 12, Проверяем зуоья саrеллиrа на выносливосуь при · изrибе, ов11. Оудуr более слабшщ, rак как нагру.~.аюrся симuеrричноn знако­ nереuевноl! 1iагрузко11,Определяе1,1 для них допусr1ц1ое напряжение 6-1Fi = (),656;μ',,,/п КF'и У.1 Ук1 к,,,-,1/Sп 7 • rде oJ!,i.rnbz. - предел выносливосr11 зубьев . при изгибе; сооrвеr­ сrву.ющиlt dаэовоuу числу щ1клов пер.еuены напряжений; Кп2 - коз:jхfнщиеиr долrовечносrи; • Y.s2. ., r.о:,qфициент , учиruвающии градиенr напрш~:ений и чувствительносrи маrериала к .конценrрации н~шряжени1t; YR2 • -· козФРиц11ент · ; учиrывающии ше - роховаrосrь переходной поверхности зуба; . Kxfz. - · коз:;~фициен:r , учиrывающии разuеры саrеллиrа; SF,2 - козффициенr безопасности. При термической оdрабоrке - улкчшеиии б;t/tпbl = l ,8HB2 = " I,8.250" 450 Ш1а. I{озф-J;ициеит долг.о- вечности Кrц = t. . . = i/NF02/Nff:I!. , где Noог - баз.Q2ое число циклов перемены яалрт~:ени. 1! · са·rеллиrа, принимаеuое . Nго2 = 4 .106; •. NFF2 - эквиваленrнсе число циклов перец " ны напрsiжени11., Оri- ре~еляемое по зависимосrи • 6.· . . . • Nrc2 = оо{(т.,/r,) ~(} ,6 +(0,8Тz/7z) 0,'1/(n( -tlн) !/tt,'= • :::: GO{f ~o,6 +~$~О, ~){?zo-/50) 18 ooajl,!f = 31·!0 7, v ~o 7:/Y,coz =4',f{1~ поэтоuу Kt:r. 2 = I, Для зуочаrых колес из консrрукциоиных сrел .еи коз .tфициенr . Ys2 опреде11itюr в зависимосrи or модуля (см.рис. ЭП) или по эавис.иuосrи . . Ys.z=I ,096-0,192 tqm =I,О9б-о,192 tg 2,5 = 1,02. д•я эуаофрезерования при классе wepoxoвarocrи переходной поверх­ .иосrа не . ниже 4; У~:. = I, При диаuеrре вершин зубьев саrелли- rа daz<. 300 М11 1 KxF.z = 1, Коз;:, ~,ициенr безопасности оnределя- J>r по эависиuосrи . rFz;:: s;z 5pz. , rде • S/: - козф:j)ициенr, учиrы­ вающий несrабильносrь сво11с:rв uаrериала и оrвеrсr~енносrь зуб - чaroll nере~ачи, при верояrносrи нераэруwе11ия g·gi, sJ:1 "I ,75; J~z - козффициенr , учиrывающиl! способ лолучеиия эаrоrовки. саrеллиrа, для поковки s;z ;,, I , Такиu образо11 Sn. aI,75,I • • !;75и 6-1F2 =0 1 65. ~ 5 0;1,1;02.I .IiI ,75 = !70,5 МПа, IЗ, Олределяе-t.1 козф.f1ициент, учиrывающии фор1,1у зубьев саrел- лиrа при коэффициенте сuещения )(=О (сu,рис,4П) или no зави - . , . 2 сиuосrи YFz. =З. ,567+206/ Z1. -: =3 ,567+206142 = З,68 , 14, unределяеu напряжение изгиба в зубьях: саrеллиrа Оп, ""ft KF,IНl KFtr12 Yп./(bltn), . где KF/ 12 - коэффициенr I у~иI~в~ющий расnределеиие нагрузки
:., по ширицв венца, nри f//d, = 0 16 по рис. 5П, кривая 5 Kr/112 • • ~"' .. I,08; . K.t:v/2 - коэффициенr , учиrывающиl! динамическур наrруз- - ку, возникающую в зацеплений, определяеrся по зависимосrи Krv12 :::./+ZIJFvrzb1./(fiKFJt;) ; WFviJ.- удель.ная окружная дина11и - ческая сила, определяемая no завис111Jости , Wr1.п2 =JF9o ZI '/ad,/u, ; дF - 11озффициент, учиrывающиИ влияние ви.ца зуоьев, при пря- кых зуоьях cfF "' O,0I6, таки1,1 образом . llJFи2.= О,0!6.56~2,24 V90/I,4 =16;! !Vмм и Ktim= I+I6,IJ( Х.45/(2189. I ,08) = I ,306. Получим 6F2."' 2I89.1,08,I,ЗО6.З,68//45,2,5)= I0I МПа, чrо < < [6]-fFZ. = 17015 МПа. • 15, Выполняем расчет на прочносrь при изгибе uаксимальяо11 иаrрузкоl! для предотвращения осrаrочной дефор!,18ции и излома зубьев. Наибольшее расчетное напряжение в зуоьях саrеллиrа ·,бf~и11< = бF~ Йт"" / т,. = I0I ,2 = 202 МПа не ;;олжно пре~ вышат~ допусти11ов [б}F,щ,,, бFi,°'1.м1 Y;2 /srмt. , rдet 6FL-i111м~ <1< - предельное напряжение, не вызывающее осте rочных ,цефорuаций зу- оа, иах:одиrся ПО зав11симости бFи'tпмz. =4,8.НВ2;,4,8.250 = = 1 20 0 !.Ша; SFм~ - коэффициент безопасности, равный при 99% . верояrносrи 11еразрушени11 1,75, Таю11,1 0Оразо11 [б],,: 11111х= • = 12 0 0,1,02/1,75 = 699,4 МПа, что > 6FмW1= 202 Ml!a, j 16, Проверяеu -внуrренние зубья корончатого колеса аа кон - rакrную прочносrь, Для з ! ого определ11е11 до.пускаемое конrакrное напряжение {б)нз = 6нl/m61KнoZ11зZvK1al3/sн,, rie • 6нt,'тЬз - предел коиrакrиой выносливости поверхнос!l'ей зуоьев, при rерuическо8 обрабоrке - Кормализации б11/1inf,J = 2НВ3 + 70 = 2 ,150+70 = 370 МПа; · K,iLз - козффици~ит долговечиосrи, определцмый по зависи - с. . • кости •• Kнts = yNн"з/NнFJ Nноз -: - СJазовое чис_ло цик - лов перемены напряжении, при !{ ~ - Н В 2 00 прииицаюr Nlioз =10 7 М-tЕз - эквивалентное число циклов лерем~ны R!inря.1ени11,з11есь .. • • Not E::: : 3·60 {fТз/Тз/0,6 -r{~8Тз/Тз)~I/} t7н f ::: 7 -: . 3 ·60(/ ,(1,6 +0,8 ·О,_'1} !50·19000 ==39•/0 7 , 'I T O > IY110J40, позrо11у /(Нi, 3 = r'; 2.нз - козф.j)ициенr , учитывающий шерохова­ rосrь сопря ж енных поверх:носте!! зубьев, ше;~оковатосrь зуоьев ко - - 27 •- I_ 4 ...
рончаrоrо колеса при долблении · сооп~rствуеr 5 класс-у, поэтому lR3 = О,9; - Ztr - коэффициент , учитывающий окружну~') ско- рость , выше получено Zr:r = I; Кхнз - коэффициент учиrы - веющий размер кор~нчаrоrо колесе, так как d11,j ,:d'з "tnzз = 2,5.II4 = 285 мм < 700 мм, ro, К11ю = I; Sнз - коэqхрици - енr t1езопвсности;для зубчатых колес с однородной структурой ма­ териала Sн3 = I, I. Таюtм образ ом [бlнз= 370.I.0,9.I .I/I,1 = з·о2,7 /.\Па. !7. Принимаем mири11у венца корончаrоrо колеса Ьз "'bz-5 45-5 = 40 мм, что соответствует ГОСТ 6636-69 (см.табл. 911). !8, Определяем коэффициент ширины по начальному диаметру саrиллита . 'ta, ,, Ьз/d,,,-2 = 40/!05 = О,38, тогда по рис, IП, кривая 5 kн,11zз = 1 ,02. • 19, Определяем коз,ИJициенr , учитывающий д1шащ1ческую наг­ рузку , возникающую в зацеплении Кнv2э = /+ l,{)н,·z•b•/fliK;,,,,,), где Wнvzз - удельная окружная дикамическая сила, определяе - uая по зависиыости 'W11z,д = 6нg0 1,;-y;;;;;;;;z =0,006,56,2,24Х )( у90,/2,7! = 4,34 !Vмм. Здесь передаточное число {(2 =Z'3/z2 • II4/42 = 2, 71. Таким образом Кн1г2з = 1+4,34,40/(2!89.I,02) = I ,078. 20. Определяем момент крутящий на корончатом колесе в од­ ном .зацеплении Тз"' Fi dl.Uз 12ооч =2189 ,285/2000 = ЗII, 9 н~i. - Проверяем контактное напряжение в полюсе зацепления . • f ;;lf ущ-1) Тз Кн,z.К,т c_!_L 7Z71-l}33lf,9-l,02.•l,O7IJ::::. бн:::: ~ hJ• 90-Р,71 •fo = 268,5 МПа, что меньше {6']НЗ, = 302 1 7 !.Ша, . 21. вьшолняеы расчет на конrвкrную прочность при .действии uаксимальяои нагрузки. Расчетное напряжение, соз.двваемое не.и - б.ольшеl! нагрузкоl! ~ . Gмта~;;:: 6нV'k,.,~/Т:, = 268,5 уТ~ 379,7 МПа. Допускаеыое предельное напряжение для. зубьев колес, по.дверrну­ rвх. иормализации {6lнm;l"f ==2,86т • Для корончатого колеса ,как более llRГKOГO бт = 290 ъша [IO] , позrому {б]нmР:х =2,8,290. = 812 МПа, что· ;:, бнт,ц. = = 379,7 МПа, 22, Проверяем внутренние зубья корончатого колеса ~а вы - носливосrь при изгибе. ·для этого определяеы допуска!:!МОе напря­ жение 28-
[fi}п == б;{/т!,зКт Уsз VRз Kxrз/St=з/ где ;;1,,/111Ь,3 = I,BHB 3 = I,8.150 = 270 1,Ша; kF1.з = \ УRз = k~Fз =I; Уsз Уsг · =r,02; l<FJ _=I,75. 'fаким образом [6]Fз =270.I, .I ,02.I.I/I,75 = 157,4 МПа. 23, Определяем козффициенr, учиrывающий форму эуоьев. Согдасно [В] при числе зуоье iJ ,цолбякu zO 20 пр11 Х 3 = о, 23 = II4 по графику рис, 11.24 · УFз = 3,55 ( не эависиr or числе зубьев z3 ) • 24, Напряжение изгиба 6Fз=I1.KF/ZЗKF1IO Уп/(Ьзm) , • где КF/гз =I ,04 (рис.5П, кривая 5); /(Fv;J::::. / -r Wl'l/ubз/fft kF;гз) ; W-t=vn . =O ,OI6.56.2 ,24 V'§о72;1Т =II,6 !Vмм;Kfi,:~3= l+II,6.40/(2rs~ .r;o4)., •=I ,204, 'rаким образом бFз =2189,l ,04_ .I ,204,3 ,55/40,2,5 . = • .., · 97,з МПа, чrо < (б}f3 = 157,4 МПа. • 25. Выполнлеu расчеr 11а прочносrь при изгибе иаксимальной нагрузкой. Наибольшее расчеrное напряж ение в зубьях корончатого колеса бр.зта~= б,з~ыахiТJ =97,З.2 =194,6 !.!Па не ,цолж110 ·превышаrь допусrимое [~]Fзт,:,.х " 6 FU1nMЗ ( 53 / Sп-t; где бFUmмi = 4,8НВ 3 = 4 ,8,150 = 720 1.:па; Уsз = Ys.z _ "' 1,02; SFM~ = I,75. 1'йким образом [6'}зпщ =720.I,02/I,75 = 419,7 МПа, чrо "? 6Fзт0сх 194,6 ~ша. Геоиеrрические размеры солнечного колеса nри Х 1 = О. I. Диаuеrр делиrельнои окружности d::: mz, = 2,5.зо = 75tooo ми • . 2 . Диаuеrр вершин зубьев dai,;;:: с'1 +2111 = 75+2.2,5 = воtооо ии. 3. Диамеrр впади8 зуоьев • . d11 "'d 1 -21 Sm = 75-2,5.2,5 = 68,75 мм. 4, Ширина зуочаrого · венца Ь, , "' 50 1,11,1 (cu.crp. 2 5). Геоыеrр~ческие размеры сеrеллиrа при )( 1 = О; I, Диаиеrр делиrельнои окрухносrи dг "mzt = 2t5.42 = 105,000 им. _ 2 . Диаиеrр вершйн зуОьеЬ d(Jz"" d2 +2т = 105 + 2,2ts = 110,000 мм. 3. диаметр вnад~к зубьев • dfг ,.,dz-2,Sm = 105-2 ,5 ,2,5 98 ,75 м1t. ·- 29-
:, ... ,. . • .. 4. Ширина зуdчатоrо венца bi = 45 11м (с11.стр,25). • Геоuеrричесю1е размеры корончатого колеса при XJ = О~ 1. ;i,иамеrр _ делиrельноя ' окружности dз = т 23 = 2,5.114 ;. 2s5,ooo 11ы. 2, Диаметр верwик зубьев • ~ da 3 --d3 -2т · = 2s5-2.2,5 - 2во,ооо мы. З, Диаметр вп~дин зуОьев • dfз = d3 +2,Stn = 2в5+2,5.2,5 ;, 291,25 1tы • • . • 4, Ширина зуdчатого венца . Ь3 " 4Q llil (c11.crp.28):• . Пример расчета конической пpli11bзyoon передачи односrупенча roro _редуктора • Рассчитать ·коническую зубчатую передачу одноступенчатого редуктора (рис,8), ес)!к с rикокодноrо вала сни11аеrс11 11ощяосrь Ni = 4 квr при '\асrоте вр~щения • nz = 200 uин-I. Частота вращения· Оьrсrрокодного вала п, = 450 1,1ин- 1 , цик11огра1,111а ilагру­ аекия показана ка рис. 9. ltparкoвpe1teнi!ыe перегрузки до 2~ от 1101111ка11ьноrо ыоыенrа, Ср 'ок cлyzO!i редуктора t " 17000ч. Na, n1 Рис.8, Cxeua конической зуОчаrои nере.цачи. . редуктора. ~ ~'i) ~' 46t o,U Рис.9, цик11ограм11а кагруzе­ яия ~цуктора • Реiпеяие. I. Считая, что. p.eiyкrop кядивиду/lльяого изг·отовления nрияи - маем для mесrеряк к зуочаrоrо колеса легированную сталь 40 Х (по- • ковк а). Наз яачае 11 . ~л11 illiI repuooбpaOorкy - улучшеl!'Ие (заiалка· С • вьiсоккu отпуском). Твердость после • rep11000padol!t11 ,1;ля mесrеряи нв 1 28о, ~ля колеса - нв2250. . ·, 2. OnpeдeЛ11e1t,11onycкaeuoe конrакrяое яaripяzeilиe по форыуле - 30.-
[fi]н :i:- бнUтЬ Кнl Z~ Z//Кхн/Sн, где бн.l.,t11h - предел конrакrноl\ в~носливости поверкносrеi! зубьев, сооrв~rсrвующиl! базовому числу циклов перемены напряже - JНII!; КН/. - . коэ ффиц11 енr долrовечносrи, учиrываюЩ~й срок служсJы и режим нагружения; ZR - коэ ,j)f)ИЦиенr,. учиrывающии шерокова rocrь .сопряжен!!ыХ поверхностей ;iуоьев; Zv - коэффициент , учи­ rывiНJ!J!ИИ окружную с.корост.ь; kхн - коэффициент , учиrы1;3аJ:)щИ11 разцер эycJчaroro колеса; S1t - коэ,t,фицие1Jr безо пес нос rи. При· термическоR обреооrке -~ у л у ч ш ен и и бнt/mЬ = 2НВ+70 . для шестерни бнt/111 1,, = 2,280+70 = 630 MiJa. Для колесе бнtimbz. = 2 , 2,.50+70 =i70 !.Ша • . I{озф,f.ициенr долговечности l<нL :=: VNн4Nh'f: , где Nно - базово_е ч11сло циклов перемены непрлхении, с_·ооrвеrст­ вующее дли.тел1,ному nределу в~;ilосл на осrи· и определяемое по зави- симости N,н~ = зонв2,4 ; Nнf- - аквивалентное число циклов перемены непряхен11А. • . • для \Uесrерни Nнot = зо.2ао2• 4 " 224,105• Для .к'олеса Nног. = 30.2~ю2•4 = I7I .105. Эквивалентное число циклов пере11е11ы напряжений N не"" бО [ (7i/Т11и.,)3т f." 1 rде lf - 1tруТl!ЩИЙ lo!OUeнr Н8 L ступени; т;,,,_Х - 1.(8КСИl.(8ЛЬ - иый дли~:ельно де1tсr11ующи11 круrящиl! мо1о1енr; Пi - чacrora враще- 11ия ва i .cry.nef\и ; • ft' - вреu11 · pecJorы на t.' . рrупени в чеса)(. Для шесrерни (с ~& .рис . 9) • , . ' • 1 Nнп; 60[(Тz/Т,.)3a6-1-(qsТz/12)0,'ljJ:1t'h'.: . . =бO{t,(),6r{J,i'{J,'l)'ISO,f7(}00=З69·/tJ~ 1, Длл колеса Nшi . • Nшi/!i' •.. 3(;9,106/2,25 " 164 , 10 6 • З,цесь ц,,1 - предвариrельное . энеч.ение передаточного ч11сла, u 1" • n,/ fJz " 450/200 = 2,25. Та.к как N,щ/'i> NNQ/ м /VHft;,, !Уh'п I ro K#il " К#,2. ."'I, а 6н/.;т6~ ..: . 6нц',,,Jf , ro более слебы1о1 окезываеrс1t колесо, по нему и буде!i весrи ресчеr. Шеро)(оввrосr~ i!оверхиосrей зуб.ьев при сrроrании ~оотвеrсrвуеr 5 классу, поз'tо1,1у ~!( ~= 0,9. Пред ­ полагае м окруiвую скор:орrь зуdчаrык колес l,i . ~ 5 w/c, позrоиу 2'1.r " I. Ожидаем начальный диа1о1еrр 'колеса dew2 ~ 700 ми, поэtо­ '11.У kx# = I . Для зуОчаrых колес с однородкои сrрукrурои uare - - 31-
Sн = I,I . Таким ооразом {б}н::[бlнz = 570,I.0,9.I.I/I,I = 466 мпа. 3, Определяем внешний делительный диамеrр колеса из уело - вия конrакrной выносливости ~з:!...у:::_;Оь~е:,::вс..__________: --:: d;2 ::= IOfLf з ·ТгКН/ Кнvt///(1-/(ье)Кь;[оJ:J ~ где Тг. - круrящи11 моменr на · колесе, определя.емыя по за виси - мосrи Тz = 9550 Nz/nz =9550.4/200 = 19Ц! •.м; Kfrj - предва­ риrельнQе значение козф:рициен ra, учитывающего распределение иаrрузки по ширине венца, прини.м~еu kt,, = I,I; K~1r - nредва­ риrельиое значеl!ие коэффициенrа, учиrывающего динамическую на- , I : грузку в зацеплении, принимаец Кн1г = I,I; Кье - предвари- rельиое значение козффициенrа ширины зубчаrо~:о · венца, определяе- мого при консольной установке шестерни по зависиuости KJe = = I,2/( U 1 + О,б) .S: 0,3,здесь Kie = I,21(2,25 + 0;6) =0,421, прииимаем Кье = о,з. · Таким обрезом . .d :г == 1011/ 3 1g1,1,1.1,1,2,2s/((1-c,з)o,J,f/66j22~21,,м. 4. Определяем внешний окружиоя модуль m~ ~ Ь/10? ReK~e/ftJ..~ d;_ ~;/(2fJsr'nSz)~cle~14 ~ tft1;11,,ijp~u') ~ • ~221,,2,0,з y2,2s 2+1;(20•2,~5) >-: -3~ 75мм. Приии~ем согласно ГОСТ 9563-60 те= 4 мы (с.u.rаол.8П). 5. Определяем число зубьев холеса Zi ::d;z/m = 228,2/4 =57,05. Приниыаем Z2 = 57. 6, Уrочияем внешний делиrельиый диаметр колесе de2. ==П'1еZ1. = 4,57=228мм. 7, Определяем число зубьев шестерни . z/=Zt/U' = 57/2,25 = 25,3 . Прииимаем 2, =25, 8. Уrочняеu передаrочное 4исло редукrора Ц =- Zг/21 = 57/25 = 2,2!3. 9. Определяем виешиее конусное рассrояние (см.ркс.8) .. Re """°'5rneV2/+Z/ =0 ,5.4 V,25 2 +572 · = 1 2 4 ,48 ш~. 10. ОпределЯе!t ширину эубчаrог-о венца , ь'~ RеКье 6 124,48,О,3 ~ 37,34 . Шl~Прииимаеu 6 =37 мм. - 32-
II. Уrочняем коэффициент ширины зубчатого венца Кье == b/Re = з7/I24,48 = Q,297. I2. Опре:,еляем с редни11 моду ль rn::: те Cr-o,s Кье. )=40-o ,s .0 ,297) = з,406 мм. 13. Определяем окружную скорость на среАнем диамеrре • = firnz,n,= з,14.З,4 06.25.450 ·= 2 01 и/с. lr tQ()Q•60 I000.60 ' Приниuае,~ 8 степень точносrи изгоrовления колес, рекомендуемую ддя пряuозуОых колес при скорости до 4 и/с. • • !4. Опр~,целяем окружную силу на среднем диаметре ft = IOOO N/V- = I000.4/2,0I = !990 Н. IS. Определяем козф .\Jициент ширины по среднему диаметру шестерни , 'fa :.= аkье/(2-Кье)=2,28 .О,297/(2-0,297)= О,398. По графику рис. IП, при рЬликовых подшип:Fшках, кри nая 2 KнjJ = 1,12. 16. Определяем коэф.t,ициенr , учиrывающи11 динамическую на- грузку в зацеплении Кнv::: 1 -t WН1,h/{Ffl<н,s), rде Z..Uни- - удельная окруж1ия динамическая сила, определяеuая .по форuуде Ulнv"' дн g. 1Гi/Mmz,((.(,t)/U ; он - коз,\фициент, учитывающи~r влияние вIrда эуdьев, при твердос1и Н ~ НВ350 и лряШiх зубьях Он= О , 006 (см.rабл,IП); g, - коз ,f:Фициент, учи•­ rывающи~ влияние разносrн шагов зацеnления шестерни и колеса,nо rабл. 2П q0 = 56. Таким оС!разоu • • . . ШНLГ=0 ,006 ,56 ,2 ,OI V. О ,5 .3 ,406.25(2,28+!)/2,28 - . = 5 ,285 Н/uм. _ • Теперь определяем Кт,= I + 5,285.37/t990,I,I2}= I,088. • I7. Проверяем контактное напряiеiие в полюсе зацепления 1iKlfpK1шUd," "'JZЗOO 19/,f ,!f ,f ,(}fi,2 ,28 бн~згзоо _:_ _~ - -:: .- ~ _ _;,____ - ((-Ки)Кье ez . . (/-(),291 ){J,291•228 3 ::: 1/72,9Mflcx. Перегрузка бп-[б]lf 472 •9- 1f 66 "'O ,OI5 =I ,5% , что ,::; 5%. [6}Н - 466 18. выполRяем расч.еr иа .конrакrную прочность при деисrвии .wа.ксшrельнои нагрузки . Расчетное иапряжение , создаваемое неи - - Оольшеи наrрузкоl! бнтах = бн yT2 rn#/Tz = 472 ,9 ~ = = 668 •8 МПа. - зз~
По условию !(РВ тковременные перегрузки до 200%, поэтому т;,,,,х/Т,- = = 2 . Допускаемое предельное напряжение для зубьев колес, подверr- яуr1ц улучшению [б]нтак= 2,8 бr, где бт - прме.л текуче - сти материала при расrяхекии. Для колеса; как более · мягкого б, = 490 !,Ша [10] , поэrому _ . . [б],:i,,,a.i = 2 ,8 .490 = I372 МПа, чrо;i,бн1t11>1<· =668,8 МПа, 19. Проверяем зубья яа выносливосrь при изгибе. Для эroro определяем УГОЛ деЛИТеЛЪRОРО конуса 11\Р,СТерни (см .рис .8 . ) • • Б1 ::::CX1Ut9 (71/z,)::au:.t1 (25/57)=23,682°. . Определяем yrQл делительного коfiу-св колеса · дz=-J0°-d,= 90°- - 23,682°- = 6 6 ,318°, 20, Определяем :эквивалентное число :Jубьев: а) шесrерпи z,.,, ' =' z1/cos5, = 25/0,916 = 27 ,3; б) колеса Zvz. ::: z2 /cosJ,. = 57/0,402 "' 141,8 , 21, Определяем l(озффициенrы, учиrывающие форму зубьев при коэффициеиrе · смещения Хе= р по рис. ~Пили по эмпирическоя фор- 11.уле: а) для шесrерни YFI = 3,567+206/ Zrr1 =3 ,567+206/27,32 =3,843; б) для колеса YF2 :'" 3,6, rак как · 'zv2 = 141,8 -:, 80, 22, Определяе.11 допускаемое напряжение при расчеr~ на вынос- ливость зубьев [б)fo-=-б;11;,,1,KFLtYяKxF/Sr , где o;t,'mb - предел выяосливосrli зубьев при изгибе, соответсrву11щи11 С!азовоuу . числу циклов переменц напряжении; Кп - коэф,рициенr долrовеч - носrи; Ys ..- коэффициент, учиrывающиl! rра.ЦИенr напряжения и чувсrвиrельносrь .110 rер'иала к кокцеТ!трации вailpяi:eниll; YR - козljхрициент, учиrывающиit шероховатость перекодно!! поверхности зуба; KxF· - коэффициент, учиrывающия разuеры зубчатого колеса; SF - коэффициент безопасвосrи. При rер.11ическо1! обработке - ,улучшении o:tiжb ~ I ,8 ЮЗ, Для шестерни б;t,т!,, ь I,8 .280 = 504 МПа. дм колеса . б;t,iтbt. = I ,8 ,250 = . 450 ~Шв. ·козфф1щиенr .цолrовечцосrи KF1.=•VNrtJ/NFf I где NFo - базовое число циклов перемены иапряжеви11, прщrимае.11ое ,ц.пя cra - .лell • NFo= 4.106 ; Nн - зк1щвалеятное .число циклов перемены паnряиеf{иl!, 0Е1ределяеuое по зависимости Nl'E= 60 "i(Тi1/f111•.J't1,'f/ • Для колеса Nт =60(0;6+0 1 8 6 ,0 ,4)200,I7 ,1it-I44 ,I06 ,чrо Ооды1е • NF i l ;; 4.106 • Поэ:rо.11у й для шестерни flFfl>Noo • Следова - • rел ьно l<Flf " Кiu. • "' I. Для зубчатых колес из консrрук- • ц ио ни ых cranel! коэффициеяt У.!. определяю; в зависи'-осrи ot .. 34-
среднего ыодуля из рис. 3П и,ли ПQ эмпир,1ческо11 формуле • Ys = r ,696 -0,192 {,qm =l,095-0,I92 tq з,40б=q,994. Для .зу6осrроrания при .классе uiepoxoвarocrи переходноl! поверх - восrи не ни:r.е'41 •• YR = I. !Jp11 диамеrре вершин зубье. в колеса daeg ~ 300 1Ш KxF = I, пpи ' da,ii.,. 300 мм KкF.2aaI,035- -0 ,000II7 v/01ez. • Здесь КхЕ/ = Кхн. =I. · . Козср-JJИциенr безоriасносrи · определлюr ЦО завиеимосrи S;, = s~s} , где S} - коэффициенr, •учиrывающи\1 несrабильносrь сво11с.rв 11а­ rериала и orвercrвeнi1acrь зубчаrой передач.и , щт верояrносtи иеразрушения 99% $;"' I,75; S; - козф:рици~нr , уч11rыв.ающи11 слосо!! получения загоrово.к JIJ)Jlec, для локово.к и шrрмповок •S//= ,;, I. Здесь SPt ;. SFJ. = I,75. 'raKИli образОI.I дdпускаеыое напр11:1ение: а) для шесrерии, '[б]ri7f =504.I .0,994.I .I/I,75 = 286;2МПа; б) для колеса [б}Fо1; • ~4so.1 .o ,g94;1.I/i,75 = 255,б Шlа. 23. Ср~вниrельная· оценка прочнооrи зубьев: а) wecxepilи {olro1/Y;:1 = 286,213,843 = 74,Ei MiJa; • бЭ колеса [o]Foijr.ч"' 255,б/З~~ = 71,О /,Ша. Слабее зубья колеса, rак как 71 1.Ш!I с: 74,5 МПа. 24. Определяе.w напряж:ение изгиоа в зубьsх .колеса 6,2:;. =frl<,pKF1r Yt=z/ ( О, 8fhm), где KF1 - козффициенr, учиrывающи11 распре­ деление нагрузки по ширине венца, по рис. 5П, .кривая 2 К.F/3 = •• ,. I,2; KF1r - .козффициенr, учиrывающиl! динамиче.ску.~;> нагрузку, возни.кающую в зuцеrtленi111, 9пре,целяеrся по зависимости kF~ =1+ + WF1,гb/(ft KFJ) 1 WFv - уделы1а11 окр.ухная .цинам~ес.кая сила, определяе.wая по зависимости WFu"'- OFg, u-yмтz,(ll+t)/u ; cff - . - козф!Jициенr, учитывающий влияние Dllдa зубьев, · при np11мux зубь- ях Qp = 0,016. Те.ким образом . ' . . WFv =0,()Iб.56.2,0I Vo,5.3 ,406.25(2,28+I)/2,28aI4,09 Н/.wм . и KF,i"' I+I4~09.З7/Д990,1,2}= 1,218. · · Пояучи.w бF/а .I990 .1,2 . '1,218,3,6/[U~85.37.31 406f-97,75 t!Па, чrо мен:ьше fбJFi! = 255, б МПа. - 25~ выпалняам pac~er на прочносrь при изгибе максимальной вагруэкоl! для nре.цоrвраще 11иа. ос ra rочноl! .цеформаци.и. 11 излома зубьев. Наибольщ.ее ра•счеrкое напря:tекие в зубьях колеса OFm4x .= - = • 6 п. Тzm_ax/Tz = 97,,?5 .2 =195,6 ima не .цол:1но превышаrь до - пуотимое (б],:1r1м. = 6Fliтмz. Ys /SFм2 , где 64/,.,щ - пре- дельное иапряхекие , не вызывающее ocra rочнык дефоршщиl! зуба, находиrо~ по зависимости бrtin,м2, =4,8НВ2=4;8.250 аI200МПа, - 35-
· S"мt, - козффициенr безопасносrи, равны\! rrpи 99jl: вероятяосrи иераэрушенил 1,75, Таким образом [oJFtria.x = I2Q0 , 0 , 994/I , 75 = = 68 1,6 tша, что больше 6Frn.:tJ<= 195 1 5 МПа. Геометрические размеры шесrlрни. I, внешнее конусное расстояние Re :::.o,5rn i/z/+Zг' === О,5, 1/ Vist. -t -57l"' 12'1, 1/8~9/ofM , 2. Угол девительноrо конуса J, =azctg(z/z:}= azctg (25/57) = 23 , 68208°. з . Угол делиrельноl! ножки зуба • 01, :(izd_g{hie1/R.г}=aict9 (4,8/124 , 4829) = 2,20820°. Здесь внешняя высота делительной ножки зуба hfe1 = I, 2 tne = •. 112,4 = 4,8 мм. • 4. Угол делиrельнои головки зуба А1 • о 8а, =fJfz ==- v/1 = 2,20820 • 5 . Угол конуса вершин зуоьев • Оа, :: О,+- 0а1 =2З,68208о+2,2082° = 25 ,89028о. 6. Угол конуса впадин зубьев J1, ::61-0/1 =23 , 68 208°-2 , 2002 ° 21 , 47388° . 7 . Внешниl! ~елиrельныl! д иаметр de1 "'т~z, = 4,25 = 100;000 мм. 8. Внешниl! диаметр вершин зубьев dae, =de. 1 +2l1au~osi/, =I00+2 . 4.0 , 9I5788 2 !07 , 326 IШ . Здесь внешняя высота делиrельнои го.ловки зydehu'r.,= ?пе " 4 мм. 9. 'Рассrояниа or вершины конуса .до плоскости вершин зуdьев в,::: 0,5 de2-hae,si11J, -: .o~s .220 ~11-:-о , 401б6J-:-112,З74 -!Ш: - Геомеrрическ и е раз11ер1,1 колеса . I • .Угол делительного ~онуса 0!=90°- 6'1 =90°-23 1 68208° = \ = 55 ·, з1792°, 2 . Угол конуса верmия . зубьев . i. r • . о · о . о .. $'а,_-" Oz + 0(1l =66,31792 +2,2082 =68 , 52612 , Здесь/90-2 = - 0{1, с- . • • • ,. . з . Угол конуса впадин зубьев дf1"дz~0ft. = 66,31792°..: 2 1.2082° = 64 1 10972°, 4 ; Внеmниl! дели тельяыl! диеме тр dez .::::/1JeZг.= 4,57 ~ 228,000 WL . 5. · Внешний диаметр вершин зубьев 1 . dae 2 =de2 +2hcщ.COSdz=228+2.4 . 0 , 40I662=23I,2I3 u:м. Здесь haee = те~. 4 u:м . • - 36,;,,
6. Ширина зубчаrого 1н1нца h .., 'J? ыы (см,сrр, 32 ). , . ? • Рассrоя. вие or верш-1щы конуса до плоскосrи вершин зубьев Bz=P,Jи~t -huцsiiufi=0,5,I00-4.0,9I5788 =l!б,ЗЗ7 ШI. Пример расчеrа цилиндрическои •червячной передачи одиосrупеliча roro редуктора. Рассчиrе:rь цилиндрическую червячную передачу односrупенча­ :rоrо peдyriropa (рис .!Q), еСЛИ С tИХОХОДНОГО D8Ла СНИILЭеtсЯ МОЩ- • восrь N2. " 5 квr при чacrore вр!jщени.ч nz. .. 50 ·миц-r, Частоrа вращения червяка П1 " 520 мин-I. циклоrра11ма ю~rру,ения показа­ в~ ~а рис. II, Срок слу,J1СбЬ1 редукrора t" I8000 ч. · , d"" : -~ n1 • d Р'ис.rо. Сх:.еьщ червячной передачи редукrора. · ~ ~~ - :,· д6t o,4t Pиc,II, Циклограмма наrру­ :ке. иия редукrора. Реrnение. I. Счиrая, что редуктор индивидуального изrоrовлеиия приии­ мае1t для венца червячного колеса бронзу БрАЖ9-4Л . Для червяка nриаимаем сталь 45 , rер11ообрабоrка - поверхностная закалка вит - ков. Твердосrь после rер11ообраооrки НRС4(5 •.. 50 . Чер11як эвольвент- ·11ы1t, после :rер11ообраооrки в11rки wлифуюrся и полируются . .а. Определяец предвариrельцо допускаемое !!ОНrакrное нuлря:ке- 1,I I I кие по за1нtсимости [он= 300-25 Vs , rде v, - предполагае- 1,1ая скоросrь скольжения. Принимаем vj" 2. 11/0, тогда [ь1; = • 30 0-25,2 = 250 МПа. з. Определяем ме:косевое расстояние из условия предоrвраще- 11ия 3!18.Ц!IИИЯ "'~ "'(Za/9 +f) 31/S2f0Cf/((б}:zг}]z-;;к/(1Klttr I Г.Ц8 Z1_ ' - ЧИСIIО зубЪ6В' Ь:Олеса 1 011ределяе11ое ПО зави'сиыо~ТИ 22. " " 'Z,U = 26,, ,80; 21 - чисn о витков червяка; U. - передаrочное число, зд~сь U = l1f/n, .. 520/50 = I0,4 noэrouy назначаем z, =4,- rorдa z~ =4,I0,4 = 4!,б, nриниuае11 • Z.e= 42; q. - коэqфициенr - 37- •
::~~" 11 l, \. - ~~ .диамеr!)а червя.ка, для досrаrочной хесr·косrи червшщ . реко11ен,цу - · ю_r [II] с/= О,25 Zt = О,25,42 = I0,5, nрини11ае1.1 согласно i:'OC'l' 19~2 -74 q, = 10 _(см.rабл,4П); Тz ~ круrящий м_оменr на червяч­ ноi.1 .колесе, определяемый по зависимости Т2. = 9550 Nz/nг ;, = 95 5{).5/50 = 955 Н.м; КнJ - коз,ИJИциею, учиrываюiций рас11реде - лепие нагрузки по ширине венца '!ервячного колеса, определliеrся по зависимости !<н.,9 = {+(zf&)3{I- !1) ; В - коз<!хfJицие!ir деФоР­ ~ации червяка, по rабл. 5П . 0 = 70; Х - отнош~ние среднего 1,(0- 1,(енrа к макси1.1ально,1у длительно деl!сrвующему, определяется по зависимо-еrи Х = ?; ~/> / Тг. т~к = }:Тi.t'mfi/(~,,,u г:пit/) 1 Тгt' - круrящиl! моменr на l ступени; ni" - частоrа вращения •. на / ступени; •t/ - вре/-.iя · pa(jorы нi! t' ступени, из рис. II сле­ дуеr, что >; _955.50.18000 (О,6+0 18,О,4)= 0 , 92 , таким образом 955,50 ,18000(0 1 6+0 1 4) kнft = I +{ 42/70)3 ( I-0 ,92) = 1,017; ' Кнv -- пред!iариrельпое зна- • чение коэффициента, учитывающего динамическую нагрузку в зацеп - л~пии, принимаем K/,v = . I ,01. Теперь получим: G~ =(42/10+1) (/ [52IO.IOl{г,50,42)j 2 955.I,OI7,l,O;=t50,3м11, • 4. Определяем модуль' • т'-= 2ar-u/(q, t -Zt) = 2;150,3/(10+42)= 5,78 w. Принимаем по ГОС"r 19672-74 tn = 6 1,(1( (сl,(,rабл.зn) • . 5, Уточняем: мехосевое расстояние ai = о,sт (q,+zo/= о,5.6(10+42) = 156 w:11. • Округляем. до блиэ:айшего меньшего краtного 5 Ы11 1 так как a(,,1:.al,, ПРИНИJ,!8fЭМ ctw= 155 141,1, • , 6, Определяем коэффициент с11ещения инструl,(еп:tа )(= ai,,/m :.ь,5(q+ zг) =155/6-0,5(10+42) =-0,167. 7. Определяе11 скорость скольжения червяка . 1 . 7/2=mn1 Vqz+1/-/I9IOO=б,520 Vto 2+4 2/I9IOO =1 ,76 м/с, чrо олиз- • ко-к принлrой lfl = 2 11/с, поэrому пересчет не требуется • . П р ин и . ... MMII 8 степень rочности, коrорая рекомендуется при Vs ~ 5 11/с. 8 !... Опр,е_,!\.!1.ЛJ!.еl!, . .ОКrz~ную скоросr~ервячного.__к,о.песв . • llг ='Ji(2alJ>~d ., ;n2-1crooo .6Q) =3 ,14(2. 155-60) 50/(1000 ,60)= • = о,-654 Ji/c~ •. • • Здесь делиrельныи диа11еrр червяка dt = mq = 6,10 = 60 11М. 9. Определ.яе11 окружную силу lia червячноы колесе ft, ,-1000 ff3/'li= 1000 , 5/0,654 = 7645 н. - 38- •
I0. Олределяе11 удельную окружную динамическую силу (по 11на- ' логии с циливдрическоl! зуОчаrоn передilчеЮ . · Wнtr::::.Oнg"V-z Vaiuq/z~ ~. ,;д. где d}( - козфрициенr, учиr ,,Iвающи1t вид зуОьев ·и И){ твердость,лри косых зуОы1х• и - Н ~ НВЗ50 Он =0,002 (си. ra Ол. IП); 9, - козф - . фициенr, учит1,1вающи11 влияние разности шагов зацепления червяка и колеса, из raOil; 2П fJo. = 61, следовательно • • • Wни= 0,002.61. О,654 VI55.I0/42° = О,485 Н/w. II. Опре,целяе11 ширин~ червячного . колеса при z1 = 4 Ь2 -~ О,67 ola, ; где dщ- диаметр вершин витков червя­ ка, опре,целяеwыи по. формуле da,""m(q,+2) -=6(10+2) = 72 1111, rа11и11 оОразо.11 ь: ~ 0,67 .72 ~ 48,24 llfA, При .ни1,1ае1,1 /Jz. =48 1,(1,( . 12. Определяе.11 ,условны\! угол оохва та • • • 2J :::: '2,C,1,_ic~·п[bz/f:iar-O.- 5mf=2azcst'лjis/(1P-0,5-o)j::: 88,2 ", 13, Определяе11 ширину колеса по дуге дещ1тельяо11 окружности червяка "''1( ц1lv ЗбО =3,14.60.88,2 /360 = 46,2 111,1, - !, J J'~ ~ оо ·, 14, Уrочkяе11 коз фициенr, . учитывающиlt дина1,1ическую нагрузку в зацеплении Кнv= j + 'WнiJ/(ff, Klfi)=I+0, 485 .46, 2/(7645. I ,0I7)=I ,003 . 15, Проверяем контактное .напряжение в полюсе зацепления бн=~::: r-zz;;; s"ftK1Kнv :::'Ji2ft~ (-f2{;;!)~55 ·tOl7-t&13= :::= 237,9Mfla. • · 16. Определяе11 допуст1111ое контактное напряжение • [б]}{ = 300~25 V- .s =300-25,1,76 = 256 !.!Па. 17. Опреде.riяе11 недогрузку /бlн- 6н ~ 256-237 ,9 = 0;071=7, I, - чrо· вполне допус- . [оJн 256 ,. TltllO, . . 18. Проверяе11 зубья червячного колеса на выносливость при _ изrиое • Для зroro определя1111 зквиваленrкое число зуоьев Zш = = z2/cos1( , где ~· - угол наклона зуОа колеса равн111t углу ло,цъе1,1а виrка червяка,· определяеrся из завиёимосrи: t""au .i9[z,/9)"'ar.e .tg(4/I~2I,80I 0 и Zl!i=42lcos 3 21,801° · = • 52,5. · . • - 39.- ,,
r I9. Оnределлем значение козффициенrа, , учиrываюiцеrо форму зуба при Х =0 Ун = Zvzj(0,85 Zut -8,3) = 52,5/(0,85.52,5-8,. З)= =l,445,• . , : · , • • 1 ;h:z;;l . 3 7,:,, • при Х =-0,167 ИЗ рис. 4П Ун= Ун . = I,445~1 ,481, . - 3,64 . З,64 20, Определяем козффициенr, учиrывающиl! распределение 'Rar · - рузlи по ширине венца (по аналогии с цилиндрическоl! эубчаrо~ передачей) • • . Kr,e = 2KнJ -1 =2 ,I ,OI7 -1 = 1,034, 21, Определяем удельную окружную динамическую силу • Zvrr д,_g. Ui Vawt/Z,t -=0 ,006 ,Ы .о, 654 V155. 10/42 1 ., = 1,45 11/мм, где & - коэффiщиенr, учиrывающий влил - ние вида зубьев, для косш, зубьев dF" О,006. 22; Определяем коэффиqиенr, учитывающий динаuическую наг - рузку в зацеплении . . . К,С1r =I + ~f 'i ,b/4'fttKF,f -l+I,45.46,?/{7645.I ,034)= I ,008 • . 23. Определяем 11апряжеitие изrиба · в зуаьях червячного колеса ftz !< Ff К~ь Yнto.s ,r ~7645.1,оз4.1 1 000. i1 481 .о, 928 бr= 1,2mzq - • i,2.62 .10 = 25,3 1.ma, что зпачиrельно меньше доnускае11оrо при paaore зуаьев одной cropoнon {б}F<J = 100, ~Ша [10] • 24. Определяем козффициенr •полезного .цеnс rвия. Поrери .в червячных редукrорах складываются из поrерь в. зацеплении, в под­ шипниках и на разбрызгивание и разuеmивание масла. Поrери в .под ~ mиnниках качения и на раза_рызrивание и раэмеш~вани,е масла сосrав­ ляюr незначиrельн_ую часrь or потерь в зацеплении, и и~1и можно пренебречь . -При ведуще!.! червяке кпд оnределяюr из зависим6сrи t'/,:;, f9 '1/fg("I+ lf') 1 где !f' - · пpи ~e;teHR ЫII у г ол rрекия в зацеппении виrков червя1щ и зубьев червяt1ноrо колеса • При Vs = " I ,76 11/с ИЗ rабл. бП JIИHBIIHOII ИRrерполяциеl! при ОЛОВ$iННО11 аронэе и полироваиио1.1 че_рвяке f,' ..,, О,0375. ДJIJJ J:;рАЖ9..:4л зrо :,начеRие f,' увеличиваем 11а з~. Получим р = 1,зf,' = f,5•() ,IJJ75== = .0 ,U4875, Пр11_~rоы_рриведенны1! угол rp~ilИII YJ' = CCZ~i _ff' = =. aм..:tJ 0104875 -= 21791° и ••. • . .. • 1 = tg 21,801 О; fg (2I,80I ~+2,79lo) О,874, Геометрические раэ1.tеры червяка. I. диамеrр дел иrельяоl! окружности - 40- •
d1""rnq=6.I0=60мы. 2. диаметр вершин виrков ~ dai ==d1t2m = 60 +2.6 = 72 11м. З, диа11еrр впадин виrков эводьвенrного червяка dr, ;:;dг2(1+0,2cost)m ~ 60-2(f+0,2coJ21,8CJl"'}6 7"' f/5, 77мм. - 4. длина нареэанно_й tiacrи (при Х =◊, си.табл. 7П) ь: ~ (12,5+0,О\1 Zi! )f/7 +25=(12,5+0,09,42) 6+25=122,681111, Принимаеи, Ь, = 125 ми. - Геоме:rрические раз11еры червячного колеса. I. Диамеrр :ЦелиrельноА окружности - - • d2 = тzг=6,42 = 252 м11. 2, СредниА диаметр вершин зубьев _ daz_==m(z~+Z+Zx):=. 6(42+2--2,0,167)= 262,00 мм. З. Среднi!А диаметр впадин зубьев dt.t. ::::: т ( 2~ -~,4+2)( ) =6(42-2,4-2,0,I67)= _= 235,ьО 11м. 4, l!аиОольшиn диаметр d, 1 ~dcr1 -1-6111/(~+-2)~2Б2+6.6 /(4'+2) .>G 268 1111. _ tY,,fz Принимвем d ан~= 268 1111, 5. Ширина венца np11 • 2, = 4 ь; :f Oiыda, ~ U,67, 72 ~ 118,24 1\i.!, ПрИ\!ИI.IВем Ьг -" 48 щ1. 6. Радиус выемки nо_веркносrи вершин зуоьев - R ={),fd,-m =О,5.60-6 .. _ -241111. Меzо_с11вое рассrо11ние (дм коиrроля) Ow =~Sm(9-t-4+2X )=0,5.6 (10+42-2,О; I67)=Ip5,00 им.
Консrруиров11ние зуdчаrых и червячного колес I{овеное цилиндрическое колесо (см.рис.12). I. Внуrреинии диемеrр обода Ео = d.az _-(f0m-4-7мм). 2.• Диаuеrр сrупицы •. JJc. =I,бd. • з. Длине сrупицы L,,. (I ...1 ,2)d~bz. 4. Толщина жиск11 с= 0,3 bz. . 5. 4 оrве_рсrия в диске d0 = 20 ••• 25 1111. Кованое коническое колесо (см.рис, IЗ) - . I. диа11етр сrушщы D, = I, 6d . 2. Длине ступицы Lc=d 3. Толщине зубчатого !iе1ща о= 5 те 4. Толщина ~иска с= 0,3 Ь . Червячное к_ олесо, собранное из чугунного центра 1 напре.ссовенного dроазового венце (сu:,рис .14). I. Д.иеметр сrупицц центра Dc ~ I ,8 а .. • 2. Длине сrупицы центра ·l.c ~ (I,2, •• IJ8) d 3. Толщина диска ценrра С " о,з Ь2. 4. диаметр оrве_рстия в диске центра d0= 0,25(])0 -lJc)• 5. Толщине обода ценrра d, ·, . 2 т :;,, IO мu. 6.-· Толщине обода зуdчеrого венца в самом rонком месте cf, '?- I,бm + -1,5 мм. 7. дивмеrр 3-4 фиксирующих болтов (после затяжки спиливвюr) dt = o,2 ... 1,5)m. • 8. длине ввинчивания фиксирующего болrа Lф = С~,з ..• о,4) Ь2 - 42-
i---...:.b..___ О.5тх 45 ° L Рис.12. Коданое цц11инари.ческое зуочатое колесо . . РисJЗ: Кобаное коническое зубчатое колесо. Ьг Рис. 14. С5орное чербяц_ное колесо. -4'3-
П/JИJ10ЖЕНИЯ к.,, 1111,i ~ < h'~ .35()vш flt ~ Jlt, JS°(J - .('.ч,4 lfpv ,r , . > Ht,3;;0 ;,, ,1⁄4 >ll~ .3617 (.! r5 I'2 ..J 1/ ~'1 / ' 112, .J/ 1/t1 'fl /1/ / .)~✓ v I I v [./ 6,, / V 1......- _,,, / ./,7 ~ '/ ,,,,::,,,._ ~V с," ,/ _ ..... - {f i;,. . · 1--/......Ц.,С...,:.-4,;"'-4----4-,,,"+--+---1 I [.,. -- JI,_ {,О о .е ::::;.. ::-с:: t;::::. /pO't;t:Ш,(" {!,,,f ,fl (7/l,,0l't7l'4eNv-11 t7pve,,п-vpt?~t7VH~I% Jh'(7V~HV(/ ,t-o;,,;tx,:r:шqv4N/Yl0' .- r9. ~ ll;:шмe,.,,o-1-1ve. Ljv(lJ,0.1 7'~, ovt!v.r C(h7rб~cтk,IQ/" 17t'_peli'01"i ~~- <"dJO'NN11., ., н t? · . c.r.fмgк. ~ г-~--.----т----т-т-rт-т--т-т----т-----т---, tf ............. .... r--... · (tll------ji---= =~ --== --l - ..... ++-1+++-+ --+ --'-I 6 " г- '""8 -,-. .. • ~11------jl----+-,--f-H+l-f't---,,~clr---г---1 , ,. __ q11----1----+-'--f-Н+Н-t--+-г---1 fte::...-- '--= =- i. .. --'- --'- -__ _J 0,7L----,JL-'---1_,:__L.,JL.J_...L_Ц.L.-.-,c--!-,=--L---' d•J- to 1,5 10V,'o/c- f· l J..у~678па tozo~,.,"' Pvc. R/1, ,Оц:. эп.. • J)'OjVv.C d,,1 ,:tл,Ueo"e,1e,+-V.J' ,( '-gpp~ IJ)orpv.c •tJ-,.к t717,oeJ,ueNV:, l{t/<"ilh{7ЛМ( "" - ' ,C(l("(IJWNY и • .<"t7~Vц'И'JY.'"d У,. IP<"o/}t7NN6/,К l!e,1Xtlt7v.
t(l 1l fY 11 111. z,· ;q Y(l .f"tl 6(7 ✓(7 ft717 {ЛJ .ta, - ZV Рис. ?"';7, ~ O 'fC'v,r iт.а e111,,oede,1e#v,,; ,;-o~vч'vt"#т"' ;,;. , ,у.4 8,(1tl/{,iH8.1.f(Jv,1pJ, fllдJIF(J fS' { !I • 1,1 l--+ --i- -+1-...+!----!--- -t---r- ,t- -1 (6 .__..__,__.,.__~---,--........., ~ l--+ --1 -++ -+!--!- -t-,,'!--f -,o"h'-1 {+' l--+- -11 --~l- --!c--tr--n " -t---71 !" i--+-+1-4--1--- -1-..-::!--, ;c------ fl 1---JJ-- .,, __,i,,<Ch,,,f- -,, ,~,t" ,- h,.,f '- -, ff l-4~~"'-~i""-c.....'l--! - - -1 - --4 / . f,.S' ,У,1 17,Pi/ ;,; ,h 'SJ,(7 и 11, J h'6J5'(7 (1 f----f --+ -1--+l--+--+- -+-- -+--+---I t7 f----f-----J-+ -+ -+ --, f--+ -+ ---t fo f--4-i+-l+-l- -4,,'"'-+- -,pt--t- -f 1 {J f----f--l--+~--1--,Ч...---A-++---+---t {У f----f -f -A --4--,4---J<--,1---' -1⁄4 --+- --t fJ ~:..Д---,У.:...,.._j,~~~+-1 fZ H-Jf--,'"-\.,c,lf'?'f--Ь~...+---f ff t--iн.r-A~""'--t...-i'---t----t---+--t ю ~о . . 'о or· о, il (о ,,.,,,, q, (6 ,.,.,, Pvc. .f/7, '1,Ьо~v~ dt.я- (liJ,,Oe~(elltt$ (1,Pt/t!fl.Тtt,Pt7~tl'r'H6/X \..
Значения к озффициенrв dн Таблица IП -1' • .~- .- .. Твердосrь зубьев Вид зубьев ' 6'н При Н1 ,s НВ350 Прямые без МОДИ!>И!,ВЦИИ Г О ЛОВ!,И о,_006 .или Н1 & НВЗ50 Прsнше с модификвцие'n головю1 О,004 r{осые / - 0.002 При Н1 > НВЗ50 Прямы_е без модификации головки 0,0I4. и Н1.:> НВЗ50 Прямые с м одификациеи головки 0,0I0 [(ос11е О 004 Таблица 2П -Значения козфрициенrа g, Мод1ль Сrепень rочносrи по но~мам ллавносrи по гост I 43-81 • т11111 4 5 6 7 8 9 Де 3155 I7 28 38 471 56. "73 Св,?,55 до 10 22 31 42 53 61 82 Св. то I-И ряд 2-1! ряд - 37 48 64 75 IOO 1'аблица ЗП знвче~ия 1,(одуля т в w по ГОСТ 19672-74· I,0; I,2~; l,6;2~0;2,5;3,15;4,0;5,0;6,3;8,0;I0 I,5; з,о; З,5;6)0;7,О При11еч,ние. Первыи ряд сл~,цуеr предпочиrвrь вrорому. Таблица 4П Значения козфр_ициенrа диаметра червяка '{ по ГОСТ 19672-74 1-И ряд· .8,0· - IU,0 - 1215 - 16,О - 20,О 2-и ряJ{ 1,1 9,о -,·п,2 - 14.0 ra.o - Примечание. -Пе рвы!! ряд следует лре,цпочиrвrь второму. 4 Таблица 5П значения козффициенrа деформации червяка 7,I8910ll,2'12,5.14 Iб1820 577289108 353 45577186105•1251~2189230276 3747587085101123155192235 - 46- ,: ~~: :- •
1' 'l 'a dлица бЦ Приве,ценные 11оз :tф1щиенr rрения f' и угол трения 'f''· при padore сr_.:~льноrо червяка по червячному колесу из оловяико11 бронзы 11s, t4/c f' lf' 0,10 0,080 - 0,090 ч,574° - 5,143° 0,25 О,065 -0,07.5 з,7199 - 4,289° О,50 О,055 - 0,065 • ·о - З,719° 3,148 1,0 0,045 - 01055 2,577° - з, 148° • 1,5 01040 - 01050 2,291°- 2,862° 2,0 О,035 - О,045 , о о. • - 2,005 - 2,5~7 . 2,5 о,озо - о,оцо 1,718° - 2,291° з,о О,028 - О,035 ·. . о о I,601\ - 2,005 4,0 О,023 - 0,030 r,;нв 0 - 1,718° 7,о О,018 - 0,026 r,ojr 0 ~ I, 489° Ilри~ечания: I. Меньшие · значения сле.дуеr пр,1нимаrь при шш1фоваиных · или·. полированных виrках 4ерв11ке. ' • 2, llpи венце колеса из d_езоловянно!I Оронэы значения следуеr У@еличивать на 30-50%. • 'Гаdлица 7П Длина нарезаинои части червяка Ь, (ГОСТ 19650-74) )( -I,0 -0 ,5 о. +0,5 +I,0 Z,=Ii21:2 . ?::- (I0,5+0,06 Zz ) rn ~(8+0,06Z2 )п:, ":?- (II· ., 0106 Zz. )m ~(II+01I22 )n1 ·-,,. (12+0,.1 zL.)tn ~(I0,5+0,09 Zz )'17 ~(9,5+0,09 • Zz. )т ~(I2,5 +О,09 z2 . )m ~(12,5 + 0;I Z1. )m ~(IЗ+0,IZz )m 1Приwечания: 1, При проиежуrочнои знаtiении &оэффициенrах Алина Ь1 выоираеrсл сооrвеrственно rому из двух . олижа11ших ;Н848ИИ11 ·х I коrорое даеr dольшее Ь,, 2.•. Д ля ( !! л иф у еи ых il фреэеруе!lых червяков полученку» по rаdлице длину Ь 1 следуе~ увеличиrь при т <I0 мw на 25 1,1и;­ при m=1О .. ,I6 uw - ка 35-40 ыы и приm>-lб uм-ка 50 мм. - 47- '- /
, Таблица 8П Модули зубчаrого за ц еплен.ил т в 1111 по ~ОСТ 9563-60. ·--- ---- . ··-- ,-·-· ···· · -·-~--'-~...,.:..,'3Е'_.:.,~,,> ~ • • Ht ряд - · (npeдn o чrиreльliыlt) I; I,25; r;5f-' 2;2,5; 3; ·4i5(6; · 8; 10 2-lt ряд I,I25;I,375;I,75;2;25;2,75;3,5;4,5;5,5;7;9 .. Нор ма льны-е линейные разuеры в llll по ГОСТ 6636- 69 Ряды Ряды Ro;5 RalO Ro20 RаЧО R~, RafO Ra20 ·. Ra'IO , 16 16 16 16 40 40 40 40 17 42 18 18 45 45 --·--·· .. 1 19 --·--·- ··-· 48 20 20 20 50 50 50 2,1 53 22 56 56 22 24 : 60 25 ,25 25 25 63 63 63 63 26 1 67 28 28 71 ,71 '" - 30 -·· ---· -·· - 75 32 32 32. 80• 80 80 34 85 36 36 90 90 , 38, 95. Примечание. При выборе разuеров предпочrение ,цолzRо оrдава rься ряда11 . с более крупRоЯ rрада·цие·и (ряд Rr:x 5 следуеr пре,цпочиrаrь ряду Ra 10; ряд Rr:x 10 - ряду RQ 20; ря,ц Ra 20- - ряду Ra 40). ------- - 48- ~';r'' 1.. :.~· .
Таблица IОП 1 t·' ; "\, Модули зубчаr оrо 3ацеплени11 НовI1кова тп в мм ~. по ГОСТ [4186-69, h')~Y ,и иасшrабный факrор KFm 2 2,5 3,15 4 5 б,З 8 I0 5,277 8 1 221 I5;70 27,86 47,60, 82,85 147,О 251,2 О,87 О,91 • 0,95 1,00 i,05 I,08 I,I5 I,20 .т.аолица lIП а11ачения козффициенrов J< ~, 11 К z2 Zr,,{lv1.) 10 12 15 ·20 25 30 40 60 80 100 Кz1(1<н) О,78 О,81 О,85 0,89 0,92 О,93 О,95 О,97 о,98 О,99 ·rаолица 12П Значения !(озФФ1щиенrа К1 Ь50 тп 75 100 150 200 300 400 500 600 800 к, 1,5 2,0 2;4 2,9 314 4,1 4,5 4,8 .5,1 5,5 1 Таблица lЗП Значения козффицкенrа YFH , учиrывающ~rо фориу зуба зацеl;!Лениа Новикове • Zv 10 12151820·253035405075100 УFн 2,32 2,25 2,17 ~. 10 2,06 2,02 1·,97 11 94 I,91 I,89 1~5 1,84 -49- ,,
110 .~ ~ . 1~~· зs , .· '·~ MйiliJ/lb ~ т .. . с::: Чимо зу5оеб 2 ~ Угм наклона. :в "- Напраtиение линци щба - Норма//l!Ньtй исхоi}ный !(()Hmyp - ГОСТ13755-8f Коi!,:рr;юциент смещения )( Степень точности поГОL71б43·8f -· ,щн111:;е •Mfl 1ru11троля DJоинноао положен_ця роз1имеНf!t,1Х . проtрилеи зуоье . ' Делительный ilианетд d Обо.значение 11epmeJ/(.a со~ Jf(енного .зуЬчатого колеса • - Рис.бП. ПарaмetnptJI зу5чатого !енца на чepmejfce . цилиндрического ifocOJyбoгo кол~са. ВнршнщJ охмжнай мооуль IТle 1/цi:лtJ зубьев z _Тип ~y!fa ~ Прямоti . Ucxadныli хантур - racrt3754·81 Коэффициент смещенцр х, Коэффиииент~зменения толщины зу а Xr Угоп делительного 1<онуса о Степrть точнасти11ОГ(IJП~-8f - Ра.змеры зуfщ В иэмери- mllлbHQИ. Cl?Чef{UU MeJ{CoteBoй уем передачи . Е Средний O1,'Р{,1.жной мtюуль 177 · 8неш 11ее l(OHI/CHOf! paa:moflнue R" Среднее конuсное рассrпомце R, Средний депитемный диаметр ri 1/еол конgсс, Впадин Q1 Внешндя Выс:ото .зу5а • he Обозначение чертеJ{а] сопря- *енноео зубчатого ~олеса '· Рис. 7П. Параметрь, зуочатого беwца на чертеже прямозубого конического ko11eca. • -50 -:-:
• ЛИТЕРАТУРА • ,1"- .. ,j,., . I, ГОСТ 6636,;; ,· : Нормальные линейные размеры, . •, м.; Издательство сrандарrов" 1970 • .2, ГОСТ 9563-60. Колеса з9Ьчаrые. Модули, . м., Издатедьсrво стандартов, 1968. 3, ГОСТ 16530-70.Перёдачи зубчатые. Терuины, Оf!ределения и обозначения. м.,Издаrельсrво стандартов, 1971. 4, ГОСТ 18498-73,Передачи червячные, Термины, определения и обозначения · . М,, Издаrе·льсrво стандартов, 1973. 5. ГОСТ 19325-73.Передачи зубчатые коцические. Тер1,1ины, определения и обозначения~ М,, Издательство сrандарrов,1974. б, ГОСi' 19672.;.74,Передачи червнчные цилиндрические. Модули и козффицие11rы диамеrра червяка. М., Изда тельсrво с,.ан.царrов, i974. 7. ГОСТ 21354-75,Передачи зубчатые цилиндрические зволь­ венrные, Расчеr на прочность. М,, Издаrельсrво 6rандарrов, 1976. 8, Зубчатые передачи. Спра. вочник. Под редакцие. 11 Е.Г.Гинзбурга. Л ., Ыаuщностроение, 1980, 9, Кудрявцев В,Н, Деr1цщ машин. л., Ма~и~осrроение, 19~0 . 10, Проектирование 1,1ехани_ч.еских передач. А ~,торы: С.А .Ч,ернавскии, Г .М,Ицкович и др, м., Мащи_!i_ост.роенl!.е, !976, i 11, Решетов д.н. Де~али ~а~ин; . · \'' • ..... М., ~11:wино~ rро~_ние, 1974. - 5i- .::
,·_ ~ ;~.; _ ~;-·~:$}. ~' '1 ~ .. СОДЕРЖАНИЕ ' • П Р Е д И С Л О В И'Е.....: . , ...............................-. 3 Прииер расчеrа цилин.п:рическоlf косозубоlt nере,1;ачи ....... , .. . З ПрюLер расчеrа ЦИЛИНдркческоlt зyбita1'0lt передачи· С зацеп- . • лением Новикова... . .... ................................... ... IO Пркмер расчеrа пряlfозубых пере.1:ач двух:сrупенчаrоя коробки . . . c.~opocreR •••• •••.... •-• ..... •.: • •..... ·•· ...................... .. 13 llpкuep расчеrа прямозубых пере,в.ач oд11ocryne11чaroro плаке- ·rарного редукrора .........••...... ~ .. . .......... . ...... . . •. 22 Приlfер ·расчета ~оническоlt пря1tозубо1t перцачи.............. 30 Пример расчеrа цилин,п:рическоR чер·вячноя пере.и;ач11 •••••••••••• 37 Конструирование зубчаrых li червячного колес.. ............... 42 ПРИЛО1•ЕНИЯ.;••••••••••••.••. . .••••. . . .•••.•••••••• 44 Рис.IП. Графк& для определенкя козф:рицкенrа • Кн~ 44 Рис ,2П. График ·для определения коэф:рицкекrа Кн~ 44 Рис.зп. График для определеrtИЯ козффициенrа Ys 44 Рис.4П. График для определения козф:рициенrа . у" 45 Рис .5П. График для определения козффициенrа "-FJ ...... ,45- • Таблица IП. Значения козф:jJищ~енrа Оч .......~ ....; .. .. .. ,., 46 rаблица 2П, Значения коэффициенrа g, . ............. , . . . . 46 .Таблица ЗП. Значения u.о.,цуля h1 в uм по ГОСТ 19672-74 .. . . ; .. 46 • Таблица 4П. Значения коэффициенrа диамеrра червяка q .... . 46 Таблиц11 5П, Значения коэфj)ициента деформации червяка 0 . . . 46 Таблица ,6П. Ко~ф:\Jициенr -rрения f' . и угол rрения VJ' ..;...47 Таблица 7П, Длина нарезаннои часrи червяка : .............. .. 47· • Таблица 8П, Модули зубчаrого зацепления . .. . ............ . ... 48 Таблица 9П , Нормальные линеиные размеры • . ~ .. . .. -! ........... 48 Та блица IОП. Модули зубча rог о зацепления 'Нови к ова..... . .... 49 Таблица IIП. Значения коз ффициенrав Kz1 и Kz2 .. .. . . .... 49 . Таблкца I2Il, Значения коэффициенrа /(_р .................. 4~ Та!jлица .IЗП. ЗRачения коз:;хрициенrа УFн .. . . .. .. .. . . . . .. .. 49· ·л И,Т ЕР А ТУР А...................- ..... ... . .... ........ 5I ,. ,..
/ БеспJiатно '..