Проверочный расчет на прочность зубчатых передач на ПЭВМ (стр. 2 из 5)

Для конических передач при ориентировочном расчете можно принимать

· материал колес зубчатой пары и ориентировочное значение допускаемых напряжений изгиба

, МПа;

·

- угол наклона зубьев, град.

Некоторые виды материалов зубчатых передач, на применение которых рассчитана данная методика, приведены в табл. 2. Здесь и даны ориентировочные значения допускаемых напряжений. Значения допускаемых напряжений даны без учета коэффициентов надежности и безопасности, технологии обработки зубьев, режима переменности нагрузки и других показателей.

Материалы зубчатых колес для расчета по данной программе Таблица 2

Марка стали	Вид термообработки	Ориентиров. значение , МПа	Преимущественная область применения
40Х	Нормализация	150	Механизмы с малоизменяю- щейся, небольшой нагрузкой,приводы подач и т.п.
40Х	Улучшение	180
40Х	Закалка с нагревом ТВЧ (до выкружки)	140	Приводы главного движения станков с относительноспокойной нагрузкой (станки токарного и сверлильного типа, нагруженные приводы подач)
40Х	Закалка с нагревом ТВЧ с охватом дна впадины (для модуля менее 5)	190
20Х	Цементация и закалка	290	Приводы главного движения в станках со значительными динамическими нагрузками:токарных и сверлильных с торможением противовклю-чением, быстроходных станков сразгоном непосредственным включением асинхронного электродвигателя, фрезерных и других станках с переменными силами резания
12ХН3А	Цементация и закалка	320
18ХГТ	Цементация и закалка	290

2.2 Выполнение проектного расчета

Ориентировочно величина модуля прямозубой цилиндрической зубчатой передачи может быть определена по формуле

, мм

где

- коэффициент нагрузки, принимаемый в ориентировочном расчете равным 1,5;

у- коэффициент формы зуба. Может быть принят по данным работы [1]. Для

= 16...100, y = 0,105...0,15. При ориентировочном расчете можно принять у=0,12.

Значения остальных величин, входящих в формулу, получены при подготовке исходных данных для проектного расчета.

Полученное значение модуля округляют до ближайшего стандартного значения. Предпочтительно применять модули зубчатого зацепления из 1-го ряда:

= 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20. Однако, при необходимости можно использовать стандартные значения модуля из 2-го ряда.

Значения модуля больше 20 используются в станкостроении крайне редко. Значения модуля менее 2 мм в приводах главного движения и подачи металлорежущих станков обычно не используют, поэтому применять m<2 в курсовом проекте не следует.

Для ориентировочной оценки величины модуля прямозубой цилиндрической передачи может быть использована табл. 3.

Приведенные в таблице данные рассчитаны для прямозубой передачи, зубчатые колеса которой изготовлены из стали 12ХН3А, цементированной и закаленной, при коэффициенте ширины зуба

= 8 и числе зубьев ведущего колеса =25. Конструктивные особенности передачи и прочие дополнительные факторы не учтены.

Таблица 3

Крутящий момент М, Нм	5	10	50	100	200	500	1000
Модуль передачи m, мм	1	1	2	2,5	3	4	5

Для конической зубчатой передачи величина модуля может быть ориентировочно определена по формуле

, мм

Полученное значение модуля округляют до ближайшего значения в предпочтительном ряду модулей конических зубчатых колес по табл. 4

Предпочтительный ряд модулей для конических зубчатых колес Таблица 4

1 ряд	2	2,5	3,0	4,0	5,0	6,0	8,0	10	12	16	20	25
2 ряд	2,25 2,75 3,5 4,5 5,5 7,0 9,0 11 14 18 22

3. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ НА ПЭВМ

3.1 Подготовка исходных данных

Программа позволяет выполнять одновременно расчет от одной до пяти различных зубчатых передач.

Для ускорения и облегчения ввода в ПЭВМ исходных данных их рекомендуется подготовить в виде таблицы по форме табл. 5. В таблице показан и пример ее заполнения.

Пример заполнения таблицы исходных данных

Таблица 5

№	Наименование	Обозначение	Размерность	Номер передачи
				1	2	3	4	5
1	Расчетный момент на валу ведущего колеса	М	Нм	100	150
2	Вид передачи	цилиндр косозуб	конич. прямозуб
3	Угол наклона зуба		град	12,3	0
4	Модуль передачи	m	мм	2,5	3
5	Число зубьев ведущего колеса		24	21
6	Число зубьев ведомого колеса		48	21
7	Ширина зубчатого венца ведущего колеса		мм	25	18
8	Ширина зубчатого венца ведомого колеса		мм	25	18
9	Конструкция (признак переключения) передачи	Переклю-чаемая	Неперек-лючаемая
10	Расположение зубчатого колеса на валу	Вблизи опоры	Наконсоли
11	Расчетная частота вращения ведущего колеса		об/мин	250	800
12	Наибольшая частота вращения ведущего колеса		об/мин	1000	1250
13	Время работы передачи с нагрузкой	Т	час	5000	5000
14	Коэффициент коррекции ведущего колеса		0,2	0
15	Коэффициент коррекции ведомого колеса		-0,2	0
16	Признак связи колеса с шестерней	Не паразит-ное	Не паразит-ное
17	Режим нагрузки передачи	Среднетя-желый	Среднетя-желый.
18	Характер процесса резания	Равно-мерный	Равно-мерный
19	Вид механической обработки зубьев	шлифован	не шлифован
20	Материал ведущего колеса	40Х, ТВЧ с охватом впадин	20Х,цемента-ция
21	Материал ведомого колеса	40Х, ТВЧ с охватом впадин	20Х, цемента-ция

В табл. 5 содержатся следующие исходные данные:

3.1.1. Расчетный момент на валу ведущего зубчатого колеса М, Нм.

Величина его берется из исходных данных для проектного расчета.

3.1.2. Вид передачи.

Программа рассчитывает четыре вида передач:

цилиндрическая прямозубая,

цилиндрическая косозубая,

коническая прямозубая,

коническая с круговым зубом.

3.1.3. Угол наклона зуба

. Указывается в градусах и долях градуса через десятичную точку. Величина должна быть округлена до десятых долей. Например, если угол составляет = 20⁰30^/15^//, то следует вводить значение 20.5. Если колеса прямозубые, в этой графе проставляется нуль.

3.1.4. Модуль "m" указывается тот, который был выбран при проектном ориентировочном расчете.

3.1.5. Величина z₁ соответствует числу зубьев ведущего колеса независимо от того, какое колесо имеет больше зубьев (т.е. передача повышающая или понижающая). Принимается из кинематического расчета.

3.1.6. z₂ - число зубьев для ведомого колеса пары.

3.1.7. Ширина зуба

, ведущего колеса назначается в зависимости от выбранного значения (см. п. 2.1.) и, следовательно,

- для цилиндрических колес

и

- для конических колес.

3.1.8. Ширина зуба

ведомого колеса для передач, переключаемых перемещением блоков вдоль оси, выбирается обычно равной :