Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" icon

Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин І основи конструювання"




НазваМетодичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин І основи конструювання"
Сторінка1/4
Дата25.05.2013
Розмір1.07 Mb.
ТипМетодичні вказівки
  1   2   3   4


Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет


До друку і в світ

дозволяю на підставі

«Єдиних правил»,

п. 2.6.14

Заступник першого проректора-

начальник організаційно-методичного

управління В.Б. Юскаєв


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до розрахунку циліндричних зубчастих передач

у курсових проектах


з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання"

та "Деталі машин і підйомно-транспортні машини"

для студентів 3-4-го курсів

спеціальності «Обладнання хімічних виробництв і підприємств будматеріалів»

денної та заочної форм навчання


Усі цитати, цифровий та

фактичний матеріал,

бібліографічні

відомості перевірені,

запис одиниць

відповідає стандартам

Укладач О.М. Проценко

Відповідальний за випуск В.В. Банишевський


Директор інституту В.Л. Акуленко


Суми

Видавництво СумДУ

2009

^ МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Сумський державний університет

Шосткинський інститут


2517

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до розрахунку циліндричних зубчастих передач

у курсових проектах


з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання"

та "Деталі машин і підйомно-транспортні машини"

для студентів 3-4-го курсів

спеціальності «Обладнання хімічних виробництв і підприємств будматеріалів»

денної та заочної форм навчання


Суми

Видавництво СумДУ

2009

Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та "Деталі машин і підйомно-транспортні машини"/Укладач О.М. Проценко.- Суми: Видавництво СумДУ, 2009.- 76 с


Кафедра процесів та обладнання хімічних виробництв


Зміст

с.




Передмова………………………………………….

3

1

Розрахунок прямозубих циліндричних зубчастих передач редукторів загального призначення…………….

3

1.1

Основні геометричні параметри прямозубих циліндричних зубчастих коліс та передач……………………

5

1.2

Матеріали та термообробка. Граничне число циклів навантажень……………………………………………

7

1.3

Проектний розрахунок………………………………….

13

1.4

Перевірка зубців коліс на контактну витривалість та

контактну міцність при максимальному навантаженні………………………………………………………….

22

1.5

Розрахунок зубців на міцність при згині……………...

28

2

Розрахунок косозубих циліндричних зубчастих передач редукторів загального призначення………………

40

2.1

Основні геометричні параметри косозубих циліндричних зубчастих коліс та передач……………………..

40

2.2

Матеріали та термообробка. Граничне число циклів навантажень…………………………………………….

42

2.3

Проектний розрахунок…………………………………

42

2.4

Перевірка зубців косозубих циліндричних зубчастих коліс на контактну витривалість та контактну міцність при максимальному навантаженні………………

46

2.5

Розрахунок зубців косозубих циліндричних зубчастих коліс на міцність при згині………………………...

51

3

Розрахунок відкритих зубчастих передач……………..

56

3.1

Розрахунок відкритих циліндричних зубчастих передач……………………………………………………….

56

3.2

Розрахунок конічних прямозубих зубчастих передач......................................................................................

65




Список літератури……………………………………..

76



Передмова


У курсовому проектуванні з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та "Деталі машин і підйомно-транспортне обладнання" циліндричні зубчасті передачі займають основне місце.

Розрахунок таких передач із зовнішнім зачепленням регламентується ДСТУ 32617-94 (ТОСТ 21354-87). Повне виконання рекомендацій ДСТУ призводить до значного ускладнення виконуваних розрахунків, тоді як методики, наведені в існуючих підручниках і навчальних посібниках за даною тематикою, виконані з відхиленнями від зазначеного ДСТУ.

Запропонована методика розрахунку циліндричних зубчастих передач виконана на підставі ДСТУ 32617-94 з деякими спрощеннями, які несуттєво впливають на кінцеві результати розрахунків, але дозволяють спростити їх для курсового проектування.

При виконанні розрахунків за цією методикою визначається, що мінімальна кількість зубців зубчастих коліс zmin ≥ 18 і, а коефіцієнти коригування зубчастих коліс x1 та х2 дорівнюють нулю.

Взята така послідовність розрахунку:

– на першому етапі виконується проектний розрахунок зубчастої передачі, у результаті якого визначаються основні параметри зубчастих коліс і передачі;

– далі виконуються перевірочні розрахунки на контактну міцність (контактну витривалість) та витривалість при згині (міцність при згині) при розрахунковому та максимальному навантаженнях.


1 Розрахунок прямозубих циліндричних зубчастих передач

редукторів загального призначення


У курсовому проектуванні застосовуються зубчасті передачі зовнішнього зачеплення з евольвентним профілем зубців із стандартним початковим контуром.


1.1 Основні геометричні параметри прямозубих циліндричних зубчастих коліс і передач:


m – модуль (розрахунковий модуль)


регламентується ДСТУ (див. табл.1.1);

р – крок (крок по ділильному колу), р = π·m;

hа – висота головки зубця, hа = m (див. рис. 1.1);

hf – висота ніжки зубця, hf = 1,25·m;

h – висота зубця, h = 2,25·m;

u – передаточне число передачі.


Регламентується ДСТУ (див. табл.1.2). Допускається відхилення фактичного передаточного числа від стандартного на

Δu < 2,5% при u < 4,5 і Δu < 4%, при u > 4,5.



z1, z2 — кількість зубців відповідно шестерні та колеса;

d — ділильний діаметр, d = m·z;

da — діаметр вершин зубців,

da = d + 2· ha = d+2·m = m (z + 2);

df — діаметр западин зубців,

df = d – 2·hf = d – 2.5·m = m · (z – 2,5);

b — ширина зубчастого вінця;

bω — робоча ширина зубчастого вінця;

аω — міжосьова відстань передачі. Регламентується ДСТУ (див. табл. 1.3).



– коефіцієнт ширини зубчастих коліс.

Регламентується ДСТУ (див. табл. 1.4).

;

— кут профілю зубця, .


Таблиця 1.1- Рекомендовані стандартні значення модулів m при курсовому проектуванні


І ряд

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

8,0

10,0

12,0




ІІ ряд

2,25

2,75

3,5

4,5

5,5

7,0

9,0

11,0

14,0





Рисунок 1.1- Основні геометричні параметри циліндричної прямозубої зубчастої передачі


Таблиця 1.2- Номінальні передаточні числа циліндричних зубчастих передач


І ряд

1,0

1,25

1,6

2,0

2,5

3,15

4,0

5,0

6,3

8,0

10,0




ІІ ряд

1,12

1,4

1,8

2,24

2,8

3,55

4,5

5,6

7,1

9,0




Таблиця 1.3- Міжосьові відстані


І ряд

40

50

63

80

100

125

160

200

250

315

400

500

630




ІІ ряд

71

90

112

140

180

224

280

355

450

560










Таблиця 1.4- Коефіцієнт ширини зубчастого вінця




0,100

0,125

0,160

0,200

0,250

0,315

0,400

0,500

0,630

0,800

1,0





У циліндричних зубчастих передачах модуль m орієнтовно визначається з розрахунку на витривалість при згині чи пов'язується з міжосьовою відстанню аω залежностями:

m = (0,01-0,02)·аω при твердості робочих поверхонь зубчастих коліс НВ≤350;

m = (0,0125...0,025) · аω при 350 < НВ ≤ 432;

m = (0,016.. .0,032) · аω при твердості поверхонь HRСе>45.

У силових передачах модуль не може бути меншим за 2,0мм.

Кількість зубців зубчастих коліс може бути виражена через аω, u та m,

так




1.2 Матеріали та термообробка. Граничне число циклів навантажень


Для зубчастих коліс передачі рекомендується використовувати якісні вуглецеві конструкційні, низьколеговані та леговані сталі.

Для спряжених зубчастих коліс, робочі поверхні зубців яких мають твердість HRСе≤56, рекомендується застосовувати різні марки сталей (рекомендовані марки сталей для такого випадку див. в табл.1.5), причому різниця твердостей робочих поверхонь зубців повинна задовольняти таку умову:



де НВ — твердість за Бринелем, daH/мм2.


Таблиця 1.5- Рекомендовані поєднання марок сталей шестерні та колеса




Рекомендовані поєднання марок сталей




Шестерня

45; 55

50; 50Г

35Х; 40Х; 40ХН

40ХН2М; 35ХМ

Зубчасте колесо

35; 40

40; 45

50; 50Г

40Х; 40ХН; 40ХФА


За наявності поверхневого зміцнення робочих поверхонь зубців при твердості HRСе ≥ 56 допускається застосування однакових марок сталей при практично однакових твердостях поверхонь. Рекомендовані марки сталі для такого випадку наведені в таблиці 1.6. Механічні характеристики основних конструкційних матеріалів, які застосовуються при виготовленні зубчастих коліс, наведені в таблиці 1.7.


Таблиця 1.6- Рекомендовані марки сталей для поверхневого зміцнення зубців


Марка сталі

Вид хіміко-термічної обробки




20Х, 20ХН2М, 12ХНЗА, 18ХГТ

цементація + загартування

38М2МЮА, 38Х2Ю

азотування + загартування

40Х, 40ХН, 40ХН2МА, 35ХМ

нагрів СВЧ + загартування


Застосування легованих сталей без відповідних до їх призначення термічної та термохімічної обробок не допускається. Вуглецеві конструкційні сталі з метою збільшення їх міцності та зменшення параметрів зубчастих коліс і передач бажано також піддавати термообробці.

Граничне число циклів навантажень для матеріалів зубчастих коліс визначається для робочих поверхонь зубців і може бути визначеним за формулою



де НВ — твердість поверхні за Бринелем, daH/мм2.


Переведення твердостей HRC та HV, визначених відповідно до методів Роквелла та Віккерса, для виробів із сталі наведено в таблиці 1.8. При твердості НВ > 564 (HRCe ≥ 56,4; HV≥648) граничне число циклів навантажень .

Число циклів навантажень зубців зубчастих коліс. Еквівалентне число циклів навантажень.

Число циклів навантажень зубців зубчастих коліс при постійному навантаженні визначається строком служби передачі та частотою обертання n вала зубчастого колеса.



де n (хв-1) і (год) визначаються за вихідними даними завдання.

Строк служби зубчастого колеса та привода в цілому визначається за умовою



де kд – коефіцієнт добового використання привода;

kр – коефіцієнт річного використання привода;

tp — тривалість експлуатації (років).


Таблиця 1.7- Механічні характеристики основних конструкційних матеріалів, що застосовуються при виготовленні зубчастих коліс

Марка сталі

Без загартування

Після загартування




1

2

3

4

5

6

7





Н/мм2


Н/мм2

HB, HRC, HV


Н/мм2


Н/мм2

HB, HRC, HV

35

540

320

≤187

550-940

370-760

195-350

40

580

340

≤220

940-1480

730-1340

245-415

45

610

360

≤241

1080-1760

630-1640

320-490


Продовження табл. 1.7

1

2

3

4

5

6

7




50

640

380

≤224

640-1160

460-950

260-405

50Г

650

370

≤228

720-1000

430-800

230-410

55

660

390

≤ 230

680-1240

480-1010

238-431

12ХНЗА










950-1400

700-1100

58-62

18ХГТ










1450-1620

1230-1330

58-62

20Х










≥ 850

≥ 650

56-62

20ХН










870-1130

≥ 600

48-52

20ХНЗА










1000-1600

850-1000

48-52

35Х










≥ 930

≥ 750

≥ 330

35ХМ










≥ 950

≥850

≥ 340

38Х2Ю










900

750

870-1030

38Х2МЮА










≥ 1050

≥ 900

850-1050

40Х










1500-1600

1300-1400

45-50

40ХН










1000-1600

1400

48-54

40ХФА










900

750

48-54

40ХН2М










≥ 1200

≥ 900

45-52

40ХН2МА










1150-1600

850-1500

≤60

45Х










≥ 1050

≥ 850

45-50

Значення коефіцієнтів kд, kр і tp наведені в завданні (див. рис. 1.2).

У випадку, коли навантаження має ступінчастий характер, визначається еквівалентне число циклів навантажень. У загальному випадку це виконується за формулою



де Т – поточне значення моменту за циклограмою навантажень;

Т – розрахунковий крутний момент на зубчастому колесі, його визначення буде наведено нижче;

Nці – поточне значення циклів навантажень при роботі з навантаженням Т.

Таблиця 1.8- Відповідність твердостей за Роквеллом та

Віккерсом твердості за Бринелем

Твердість за

Бринелем

daH/мм2

Твердість за Роквеллом

Твердість за Віккерсом

Межа міцності на

розрив Н/мм2




1

2

3

4

180



180

620

190



190

650

200



200

680

210



210

720

220



220

750

230

19,2

230

780

240

21,2

240

820

250

23,0

250

850

260

24,6

260

890

270

26,2

270

940

280

27,2

280

960

290

29,0

290

990

300

30,3

300

1030

310

31,5

310

1060

320

32,7

320

1100

330

33,8

330

1130

340

34,9

340

1170

350

36,0

350

1200

359

37,0

360

1230

368

38,0

370

1260

376

38,6

380

1290


Продовження табл. 1.8

1

2

3

4




385

39,8

390

1320

392

40,7

400

1350

400

41,5

410

1380

408

42,4

420

1410

415

43,2

430

1440

423

44,0

440

1460

430

44,8

450

1490

440

46,0

466

1500

462

48,0

495

1630

485

50,0

526

1720

510

52,0

558

1800

534

54,0

593

1890

560

56,0

632

2000

587

58,0

672



614

60,0

715





62,0

762





64,0

813





66,0

870





68,0

940





70,0

1066




Таблиця 1.9- Границя контактної витривалості матеріалів


Спосіб термічної

та термохімічної

обробки

Середня твердість поверхні зубців

Сталь

Формула для

розрахунку значень

Н/мм2




1. Відпалювання, нормалізація чи поліпшення

Менше 350 НВ

Вуглецева та легована


(НВ, daH/мм2)

2. Об'ємне та

поверхневе

загартування

38-50 HRCE




3. Цементація або нітроцементація

>56 HRC

Легована




4. Азотування

550-750 HV









Рисунок 1.2- Циклограма навантажень зубчастої передачі


  1   2   3   4

Схожі:

Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconМетодичні вказівки до розрахунку валів І підшипників у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин І основи конструювання"
Методичні вказівки до розрахунку валів і підшипників у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та "Деталі...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconМетодичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання"
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін "Деталі машин і...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconДеталі машин І основи конструювання” V семестр Змістовні модулі учбового курсу 1 змістовний модуль. Тема
Тема: Теорія розрахунку зубчастих зачеплень та основних видів механічних передач
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconМетодичні вказівки та завдання до курсового проекту, питання для самоконтролю з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та "Деталі машин і підйомно-транспортні
Методичні вказівки та завдання до курсового проекту, питання для самоконтролю з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconМетодичні вказівки до курсового проектування з курсу „ деталі машин І основи проектування
Методичні вказівки до курсового проектування з курсу „Деталі машин і основи проектвання” /Укладач Ю. М. Вертепов. Суми: Вид-во СумДУ,...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconМетодичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Деталі машин» для студентів напрямів
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Деталі машин» для студентів напрямів 050702 – електромеханiка,...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconСхідноукраїнський національний університет
Всеукраїнської студентської олімпіади з навчальної дисципліни «Деталі машин та основи конструювання» відбудеться на базі Східноукраїнського...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconПрограма олімпіади
Всеукраїнської студентської олімпіади з навчальної дисципліни «Деталі машин та основи конструювання» відбудеться на базі Східноукраїнського...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconМетодичні матеріали до проведення II етапу Всеукраїнської студентської олімпіади з навчальної дисципліни «Деталі машин та основи конструювання»
Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. Перед проведенням кожного туру оголошується максимальна кількість...
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін \"Деталі машин І основи конструювання\" iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет
Методичні вказівки до курсового проектування з курсу „Деталі машин І основи проектвання” /Укладач Ю. М. Вертепов. Суми: Вид-во СумДУ,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи