Скачать .docx |
Реферат: Расчет закрытых передач
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
Кафедра деталей машин и прикладной механики
Ю.А.ЧИРКОВ, Р.Н. УЗЯКОВ,
Н.Ф. ВАСИЛЬЕВ, В.Г. СТАВИШЕНКО,
С.Ю. РЕШЕТОВ
РАСЧЕТ ЗАКРЫТЫХ ПЕРЕДАЧ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ ПЕРЕДАЧ
В КУРСОВЫХ ПРОЕКТАХ
Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
Оренбург 2003
ББК 34.445.72с
Ч 65
УДК 621.833(075.8)
Рецензент
доктор технических наук, профессор В.М. Кушнаренко
Чирков Ю.А., Узяков Р.Н., Васильев Н.Ф., СтавишенкоВ.Г.,
Решетов С.Ю.
Ч 65 Расчет закрытых передач: Методические указания по расчету передач в курсовых проектах. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2001- 31 с.
Методические указания предназначены для выполнения расчета цилиндрических, конических и червячных передач в курсовых проектах (работах) по дисциплине «Прикладная механика», «Механика», «Техническая механика» для студентов немеханических специальностей.
ББК 34.445
Ó Чирков Ю.А.
Ó ГОУ ОГУ, 2001
Содержание
Введение................................................................................................... 4
1 Расчет закрытых цилиндрических передач......................................... 5
1.1 Выбор материала зубчатых колес, назначение
упрочняющей обработки и определение допускаемых напряжений........... 6
1.2 Определение размеров зубчатых колес и параметров зацепления........ 7
1.3 Проверочные расчеты передачи............................................................ 10
1.4 Определение сил, действующих в зацеплении...................................... 11
2 Расчет закрытых конических передач............................................... 13
2.1 Выбор материала конических колес, назначение
упрочняющей обработки и определение допускаемых напряжений......... 14
2.2 Определение размеров конических колес и параметров зацепления... 14
2.3 Проверочные расчеты передачи............................................................ 16
2.4 Определение сил, действующих в зацеплении...................................... 17
3 Расчет червячных передач................................................................. 18
3.1 Выбор материала червячной пары. Назначение упрочняющей
обработки и определение допускаемых напряжений.................................. 19
3.2 Определение размеров и параметров червячного зацепления............. 20
3.3 Проверочные расчеты передачи............................................................ 22
3.4 Определение сил, действующих в зацеплении, и КПД передачи......... 23
3.5 Тепловой расчет и охлаждение червячных передач............................. 24
Список использованных источников.................................................... 25
Приложение А........................................................................................ 26
Введение
В методических указаниях изложена методика расчета закрытых передач, используемых в силовых приводах, изучаемых студентами в курсах «Прикладная механика», «Механика», «Техническая механика». Указания способствуют ускорению и унификации выполнения и оформления расчетов закрытых передач в курсовых проектах и работах.
Цель расчета: определение параметров зацепления, геометрических размеров зубчатых колёс и сил, действующих в зацеплении.
Для закрытых передач проектный расчет выполняется на выносливость по допускаемым контактным напряжениям, чтобы не допустить усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев.
Определив на основе этого расчета размеры колес и параметры зацепления, выполняют проверочный расчет на выносливость зубьев по напряжениям изгиба, чтобы установить, не появляется ли опасность усталостного разрушения зубьев – основного вида отказа данного типа передач.
Методические указания содержат рекомендации, справочный материал и примеры расчетов цилиндрических, конических и червячных закрытых передач.
В методических указаниях принята единая система физических единиц (СИ) со следующими отклонениями, допущенными в стандартах (ИСО и ГОСТ) на расчеты деталей машин: размеры деталей передач выражаются в миллиметрах (мм), силы в ньютонах (Н), и соответственно напряжения в ньютонах, деленных на миллиметры в квадрате (Н/мм2 ), т.е. мегапаскалях (МПа), а моменты в ньютонах, умноженных на миллиметр (Н·мм). У отдельных групп соответствующих формул даны соответствующие примечания.
После выполнения расчетов рекомендуется выполнить расчеты на ЭВМ, вызвав необходимую программу указав С:/DMRA/start.bat. В процессе этих расчетов можно варьировать некоторые данные передачи и сделать проверку правильности расчетов.
1 Расчет закрытых цилиндрических передач
Закрытые цилиндрические передачи (прямозубые, косозубые, шевронные, с внешним и внутренним зацеплением) и обозначение их параметров показаны на рисунке 1.
а) б)
а – внешнее зацепление; б – внутреннее зацепление
Рисунок 1
Исходные данные для расчета передачи выбираются из кинематического расчета силового привода с соответствующих валов и вводятся новые обозначения: параметры для зубчатой шестерни обозначаются с индексом единица, а параметры для зубчатого колеса обозначаются с индексом два.
Вращающий момент:
Угловая скорость:
.
Частота ращения:
.
Передаточное число:
.
В редукторостроении экономически целесообразно применять стали с .
1.1.1 Материал колеса выбираем потаблице А.1 приложения – сталь с , например, сталь 45, термообработка – улучшение.
Твердость .
Предел прочности МПа (Н/мм2 ).
Предел текучести МПа (Н/мм2 ).
Допускаемые контактные напряжения:
,
где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов,
-коэффициент долговечности, для редукторостроения
- коэффициент безопасности.
Допускаемые напряжения изгиба:
,
где - предел выносливости при базовом числе циклов переменных напряжений
- коэффициент безопасности,
- коэффициент долговечности,
- коэффициент, учитывающий реверсивность движения,
- для нереверсивного движения,
- для реверсивного движения.
1.1.2 Материал шестерни должен быть тверже материала колеса, так как зубья шестерни входят в зацепление чаще, чем зубья зубчатого колеса.
или
По найденной твердости по таблице А.1 выбираем материал шестерни. Например: Сталь 45, термообработка – улучшение.
Твердость HB1 = 230,
Предел прочности МПа.
Предел текучести МПа.
Допускаемые контактные напряжения:
Допускаемые напряжения изгиба:
Расчетное контактное напряжение для прямозубых колес:
Расчетное контактное напряжение для косозубых и шевронных принимаем в соответствии с выполнением неравенства:
Если условие не выполняется, то принимаем:
1.2 Определение размеров зубчатых колес и параметров зацепления
1.2.1 Принимаем расчетные коэффициенты в зависимости от расположения зубчатых колес относительно опор:
1) коэффициент нагрузки Кн :
КH =1,1…1,15 – для симметричного расположения;
КH =1,15…1,25 – для несимметричного расположения;
KH =1,25…1,4 - для консольного расположения колес.
2) коэффициент ширины колеса по межосевому расстоянию:
,
большее значение принимают для симметричного расположения колес, среднее - несимметричного, меньшее - консольного расположения зубчатых колес относительно опор:
ψba ω ≤ 0,2; 0,25; 0,315- для прямозубых колес,
ψba ω ≤ 0,315; 0,4; 0,5- для косозубых.
1.2.2 Определяем минимальное межосевое расстояние из условия контактной прочности:
мм,
где (u+1) – для передач с внешним зацеплением;
(u-1) – для передач с внутренним зацеплением;
C=310 – для прямозубых передач;
C=270 – для косозубых передач;
T2 – момент на колесе в Н·мм.
Расчетные значения округляем до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 2185-66 (таблица А.2 приложения).
1.2.3 Определяем нормальный модуль .
Для внешнего зацепления:
мм.
Для внутреннего зацепления:
Расчетное значение округляем до стандартного (таблица А.3 приложения). Уменьшение модуля, т.е. увеличение числа зубьев зубчатых колес z1 и z2 увеличивает коэффициент перекрытия εα , т.е. увеличивает плавность зацепления, но уменьшает прочность зуба на изгиб. Поэтому, если передача находится после электродвигателя, то принимаем меньшее значение модуля, а для тихоходной ступени, большее значение модуля.
1.2.4 Для косозубых колес предварительно назначаем угол наклона зубьев.
- для косозубых колес,
- для шевронных колес.
1.2.5 Определяем число зубьев шестерни и колеса.
Суммарное число зубьев косозубых шестерни и колеса:
- округляем до целого значения в меньшую сторону (отбрасываем цифры после запятой) и уточняем угол наклона зубьев:
, (вычисляют с точностью до 4 знака).
Суммарное число зубьев прямозубых шестерни и колеса:
,
- должно получится целым значением (при необходимости изменить модуль зацепления и межосевое расстояние).
Для внешнего зацепления:
число зубьев шестерни:
число зубьев колеса:
z2 = zC - z1 .
Для внутреннего зацепления:
Если z1 окажется меньше 17, то изменяем модуль в меньшую сторону и заново рассчитываем числа зубьев.
Значения z1 и z2 округляем до целых чисел.
Уточняем передаточное число:
Расхождения с исходным значением
Если , то увеличивают или уменьшают модуль зацепления, а затем заново определяют числа зубьев z1 и z2 .
1.2.6 Определяем основные геометрические размеры передачи.
Диаметры делительных окружностей, (мм):
Проверяем условие:
- для внешнего зацепления;
- для внутреннего зацепления.
Диаметры окружностей выступов (мм):
- для внутреннего зацепления.
Диаметры окружностей впадин (мм):
- для внутреннего зацепления.
Ширина зубчатых колес (мм):
Значения и округляем до целых чисел.
Проверяем условие
- для прямозубых колес,
- для косозубых колес.
Если условие не выполняется, то принимаем b2 = d1 и b2 = 1,5·d1 соответственно.
Определяем коэффициент ширины относительно диаметра:
1.3 Проверочные расчеты передачи
1.3.1 Проверяем условие прочности по контактным напряжениям.
Окружная скорость, м/с:
Назначаем степени точности изготовления колес (таблица А.18 приложения).
Уточняем коэффициент нагрузки:
где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (таблица А.4 приложения). Для прямозубых колес=1;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (таблица А.5 приложения);
- динамический коэффициент (таблица А.6 приложения).
Проверяем условие прочности:
Допускается недогрузка на 10% и перегрузка на 5%. Если условие прочности не выполняется, то либо увеличивают степень точности, либо увеличивают , не выходя за пределы рекомендуемых, либо увеличивают . Если это не дает должного эффекта, то назначают другие материалы и расчет повторяют.
1.3.2 Проверяем условие прочности зубьев по напряжениям изгиба.
Для косозубых колес определяем приведенное число зубьев шестерни и колеса:
Определяем по ГОСТ 21354-87 коэффициенты формы зуба - и (таблица А.7 приложения).
Проводим сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса:
Дальнейший расчет ведем по минимальному значению найденных отношений.
Определяем коэффициент нагрузки:
где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;
- для прямозубых колес,
- для косозубых колес,
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (таблица А.8 приложения);
- коэффициент динамичности (таблица А.9 приложения).
Коэффициент, учитывающий наклон зубьев (для косозубых колес),
Проверяем условие прочности по минимальному значению , подставив параметры шестерни или зубчатого колеса в формулу вычисления напряжений изгиба:
Возможна большая недогрузка.
Если условие прочности не выполняется, то задаются большим значением mn , не изменяя , т.е. не нарушая условия контактной прочности.
Если это не дает положительного эффекта, то назначают другие материалы и расчет повторяют.
1.4 Определение сил, действующих в зацеплении
В прямозубой передаче сила нормального давления раскладывается на окружную и радиальную составляющие силы (рисунок 2а).
Окружные силы, в ньютонах:
где - вращающий момент на шестерне или колесе, Н·мм;
- диаметр делительной окружности шестерни или колеса, мм.
Радиальные силы, в ньютонах:
где - угол зацепления.
Силы нормального давления, в ньютонах:
В косозубой передаче появляется осевая составляющая (рисунок 2б).
Окружные силы в ньютонах:
Осевые силы в ньютонах:
Радиальные силы в ньютонах:
Силы нормального давления в ньютонах:
где ,
- уточненное значение угла наклона зубьев.
2 Расчет закрытых конических передач
Конические зубчатые колеса применяют в передачах между валами, оси которых расположены под углом. Основное применение имеют передачи с пересекающимися под углом 90о осями (рисунок 3).
Рисунок 3 – Прямозубая коническая передача
Исходные данные для расчета конической передачи выбираются из кинематического расчета силового привода с соответствующих валов и вводятся новые обозначения: параметры для зубчатой шестерни обозначаются с индексом единица, а параметры для зубчатого конического колеса обозначаются с индексом два.
Вращающий момент:
Угловая скорость:
.
Частота ращения:
.
Передаточное число:
2.1 Выбор материала конических колес , назначение упрочняющей обработки и определение допускаемых напряжений
2.1.1 Материал колеса (см. расчет закрытых цилиндрических передач п. 1.1.1).
2.1.2 Материал шестерни (см. там же п. 1.1.2 ).
Расчетное контактное напряжение для прямозубых колес:
2.2 Определение размеров конических колес и параметров зацепления
2.2.1 Принимаем расчетные коэффициенты:
1) коэффициент нагрузки при консольном расположении колес.
2) коэффициент ширины зубчатого венца по конусному расстоянию:
по ГОСТ 12289 -76.
2.2.2 Определяем внешний делительный диаметр колеса из условия контактной прочности, мм:
где T2 – вращающий момент на колесе, Н·мм.
Расчетные значения округляем до ближайшего стандартного значения по ГОСТ2185-66 (СТ СЭВ 229-75) (таблица А.2 приложения).
2.2.3 Определяем внешний окружной модуль , мм:
.
По таблице А.3 (приложения), рекомендуется принимать такие стандартные значения модуля mte , которому соответствует целое число зубьев колеса:
2.2.4 Число зубьев шестерни:
Значения округляем до целого числа.
2.2.5 Уточняем передаточное число:
Расхождения с исходным значением:
Если условие не соблюдается, тогда увеличивают или уменьшают на единицу и корректируют модуль зацепления (п.2.2.3 ).
2.2.6 Определяем основные геометрические размеры передачи
Углы делительного конуса:
Внешние делительные диаметры , мм:
Внешние диаметры окружностей выступов, мм:
Внешние диаметры окружностей впадин, мм:
Внешние конусное расстояние, мм:
Ширина зубчатого венца, мм:
Значение округляем до целого числа.
Среднее конусное расстояние, мм:
Средние делительные диаметры, мм:
Средний модуль, мм:
Коэффициент ширины колеса по среднему диаметру:
2.3 Проверочные расчеты передачи
2.3.1 Проверяем условие прочности по контактным напряжениям
Средняя окружная скорость, м/с
Назначаем степени точности изготовления колес (таблица А.18 приложения).
Уточняем коэффициент нагрузки
где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (таблица А.4 приложения), для передач с прямыми зубьями КНα =1;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (таблица А.5 приложения);
- динамический коэффициент (таблица А.6 приложения).
Проверяем условие прочности, Н/мм2 :
.
Допускается недогрузка до 10% и перегрузка до 5%. Если условие прочности не выполняется, то можно увеличить de 2 . Если это не дает должного эффекта, то назначают другие материалы и расчет повторяют.
2.3.2 Проверяем условие прочности зубьев по напряжениям изгиба
Определяем приведенное число зубьев:
Определяем по ГОСТ 21354-87 коэффициенты формы зуба - и (таблица А.7 приложения).
Проводим сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса:
Дальнейший расчет ведем по минимальному значению найденных отношений. Определяем коэффициент нагрузки:
где = 1,0 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (таблица А.8 приложения);
- коэффициент динамичности (таблица А.9 приложения).
Проверяем условие прочности по :
.
Возможна большая недогрузка.
Если условие прочности не выполняется, то назначают другие материалы и расчет повторяют.
2.4 Определение сил, действующих в зацеплении
В конической передаче сила нормального давления раскладывается на три составляющие: окружную, радиальную и осевую силы (рисунок 4).
Окружные силы, Н:
где Т2 - вращающий момент на шестерне (колесе), Н·м;
dm 2 - средний диаметр шестерни (колеса), мм.
Осевая сила шестерни, равная радиальной силе колеса, Н:
где .
Радиальная сила шестерни, равная осевой силе колеса:
Сила нормального давления, Н:
3 Расчет червячных передач
Червячные передачи относятся к числу зубчато-винтовых, имеющих характерные черты зубчатых и винтовых передач. Червячные передачи применяют между перекрещивающимися осями валов для получения большого передаточного числа. Наибольшее распространение получили червячные передачи с цилиндрическими червяками (рисунок 5).
а)
б)
а- кинематические схемы; б – геометрические параметры
Рисунок 5 – Червячная передача
Исходные данные для расчета червячной передачи выбираются из кинематического расчета силового привода с соответствующих валов и вводятся новые обозначения: параметры для червяка обозначаются с индексом единица, а параметры для червячного колеса обозначаются с индексом два.
Угловая скорость:
.
Частота ращения:
.
Передаточное число:
3.1 Выбор материала червячной пары . Назначение упрочняющей обработки и определение допускаемых напряжений
3.1.1 Материал червячного колеса
В большинстве случаев червячные колеса делают составными: зубчатый венец из бронзы, а центр – из чугуна или стали. При скорости скольжения м/с применяют оловянные бронзы. При м/с – более дешевые безоловянные бронзы. При м/с – серый чугун.
Предварительно скорость скольжения определяем по формуле:
, м/с.
По таблице А.10 приложения принимаем материал для венца червячного колеса. Например, при скорости скольжения 5 м/с принимаем безоловянную бронзу БрАж–9-4л, отливка в землю.
Допускаемое контактное напряжение:
Н/мм2 (таблицы А.10 , А11 приложения).
Если в таблице А.10 нет значения , то его рассчитывают по формуле:
где - табличное значение допускаемых контактных напряжений (таблица А.11 приложения),
- коэффициент долговечности:
где - базовое число изменений циклов напряжений;
n2 t– суммарное число изменений циклов напряжений;
- частота вращения червячного колеса, об/мин;
– срок службы привода, например 20000 ч.
Во всех случаях .
Допускаемое напряжение изгиба:
,
где - табличное значение допускаемых напряжений изгиба (таблица А.11 приложения);
- коэффициент долговечности:
где - базовое число изменений циклов напряжений;
n2 t – суммарное число изменений циклов напряжений.
Во всех случаях
3.1.2 Материал червяка
Для выбранной бронзы принимаем соответствующий материал червяка: например Сталь 45 с закалкой до твердости HRC ≥ 45 с последующим шлифованием витков (таблица А.10 , А.11 приложения).
3.2 Определение размеров и параметров червячного зацепления
3.2.1 Число заходов червяка и число зубьев колеса
Принимаем в зависимости от u:
при u=8…14 Z1 =4;
при u=16…30 Z1 =2;
при u=30 и выше Z1 =1.
Число зубьев червячного колеса составит:
.
3.2.2 Предварительно принимаем расчетные коэффициенты:
1) коэффициент нагрузки
2) коэффициент диаметра червяка определяем по формуле:
.
Полученное значение коэффициента диаметра червяка округляем до стандартного значения (таблица А.13 ).
3.2.3 Определяем минимальное межосевое расстояние из условия контактной прочности:
мм,
где T2 – вращательный момент на колесе, в Н·мм.
Расчетный модуль, мм:
.
3.2.4 Принимаем основные параметры передачи по ГОСТ 2144-76 (таблица А.12 , А.13 приложения)
aω = , m = , q = .
Если принятые параметры передачи и u=Z2 /Z1 не совпали со стандартными значениями по таблице А.12 , то передачу следует выполнять со смещением.
Коэффициент смещения:
.
Коэффициент смещения должен быть в пределах -1≤X≤1. Если это условие не выполняется, то либо увеличивают, либо уменьшают параметры передачи не выходя за пределы рекомендуемых. Если это не дает должного эффекта, то назначают другие материалы и расчет повторяют.
3.2.5 Определяем основные геометрические размеры передачи
Диаметры делительных окружностей, мм:
Диаметры начальных окружностей, мм:
Диаметры окружностей выступов, мм:
Диаметры окружностей впадин, мм:
Наибольший диаметр червячного колеса, мм:
.
Длина нарезной части червяка, мм:
Ширина венца червячного колеса, мм:
b2 ≤0,75da1
Значения b1 и b2 округляют до целых, принимая из ряда предпочтительных чисел.
Угол подъема винтовой линии:
3.3 Проверочные расчеты передачи
3.3.1 Проверяем условие прочности по контактным напряжениям
Окружная скорость червяка, м/с:
Скорость скольжения, м/с:
Назначаем степени точности изготовления (таблица А.19 приложения).
Уточняем коэффициент нагрузки:
где Кβ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий:
,
- коэффициент деформации червяка (таблица А.14 приложения);
x – коэффициент, зависящий от характера изменений нагрузки,
x =1,0 () – при спокойной нагрузке,
x =0,6 – при переменной нагрузке;
Kv - коэффициент динамичности (таблица А.15 приложения).
Проверяем условие прочности:
Допускается недогрузка 10% и перегрузка 5%. Если условие прочности не выполняется, то назначают другие параметры или материалы червячной передачи и расчет повторяют.
3.3.2 Проверяем условие прочности зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба
Приведенное число зубьев червячного колеса:
.
Определяем коэффициент формы зуба (таблица А.16 приложения).
Проверяем условие прочности:
Если условие прочности не выполняется, то назначают другие материалы и расчет повторяют.
3.4 Определение сил, действующих в зацеплении, и КПД передачи
В червячной передаче сила нормального давления раскладывается на три составляющие: окружную, радиальную и осевую силы (рисунок 6).
Рисунок 6
Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе:
Окружная сила на червячном колесе равна осевой силе на червяке:
Радиальные силы на червяке и червячном колесе:
где α=200 – угол зацепления.
Силы нормального давления:
КПД передачи с учетом потерь на разбрызгивание и перемешивание масла:
где - приведенный угол трения (таблица 17 приложения).
3.5 Тепловой расчет и охлаждение червячных передач
Червячные передачи работают с большим тепловыделением. Тепловой расчет проводят на основе теплового баланса – количество теплоты, выделяющееся в червячной передаче, должно отводится свободной поверхностью корпуса передачи и фланцем крепления к фундаментной плите или раме. По тепловому балансу определяют рабочую температуру масла tм , которая не должна превышать максимально допустимую величину:
[tм ] =80…95о С.
Температура масла:
,
где tо =20 о С - температура окружающего воздуха;
Р1 – мощность на червяке принимается из кинематического расчета силового привода или определяется как Р1 =Т1 ·ω1 /1000, Вт;
η – КПД передачи;
А – поверхность теплоотдачи корпуса передачи, в которую включается 50% поверхности ребер, м2 :
,
а ω - межосевое расстояние, мм;
Кт – коэффициент теплоотдачи, равный 11…13 Вт/(м2 ·о С) при отсутствии циркуляции воздуха, 15…18 Вт/(м2 ·о С) при наличии хорошей циркуляции воздуха, 20…30 Вт/(м2 ·о С) при искусственном обдуве стенок редуктора;
Ψ – коэффициент, учитывающий теплоотвод в фундаментную плиту или раму, принимается от 0,15…0,25.
Список использованных источников
1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.: Высшая школа, 1984. – 336 с.
2. Зубчатые передачи: Справочник. Под. Ред. Е.Г. Гинзбурга. –Л.: Машиностроение, 1980. – 416 с.
3. Курсовое проектирование деталей машин. Под ред. Кудрявцева В.Н. – М.: Машиностроение, 1984. – 400 с.
4. Курсовое проектирование деталей машин. Под ред. Чернавского С.А. – М.: Машиностроение, 1979. – 350 с.
5. Расчет деталей машин на ЭВМ. Под ред. Д.Н. Решетова и С.А. Шувалова. – М.: Высшая школа, 1985. – 368 с.
6. Чернавский С.А., Снесарев Г.А., Козинцев Б.С. и др. Проектирование механических передач. – М.: Машиностроение, 1984 – 560 с.
Приложение А
(справочное)
Таблица А.1 - Механические свойства сталей
Марка стали | Диаметр заготовки, мм | Предел прочности Н/мм2 |
Предел текучести Н/мм2 |
Твердость НВ (средняя) |
Термообработка |
45 | 100-500 | 570 | 200 | 190 | Нормализация |
45 | До 90 | 780 | 440 | 230 | Улучшение |
90-120 | 730 | 390 | 210 | ||
Св. 130 | 690 | 340 | 200 | ||
30ХГС | До 140 | 1020 | 840 | 260 | |
Св. 140 | 930 | 740 | 250 | ||
40Х | До 120 | 930 | 690 | 270 | |
120-160 | 880 | 590 | 260 | ||
Св. 160 | 830 | 540 | 245 | ||
40ХН | До 150 | 930 | 690 | 280 | |
140-180 | 880 | 590 | 265 | ||
Св. 180 | 835 | 640 | 250 | ||
40Л | Любой | 520 | 290 | 160 | Нормализация |
45Л | Любой | 540 | 310 | 180 | |
35ГЛ | Любой | 590 | 340 | 190 | Улучшение |
35ГСЛ | Любой | 790 | 590 | 220 |
Таблица А.2 - Межосевое расстояние и по ГОСТ2185-66
(СТ СЭВ 229-75) (мм)
Ряд 1 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 |
Ряд 2 | 71 | 90 | 112 | 140 | 180 | 224 | 280 | 355 | 450 | 560 |
Таблица А.3 - Модуль по ГОСТ9563-60 (СТ СЭВ 310-76) (мм)
Ряд 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 |
Ряд 2 | 1,75 | 2,25 | 2,75 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 7 | 9 | 11 |
Таблица А.4 - Значения коэффициента КНα
Степень точности | Окружная скорость (м/с) | ||||
до 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | |
6 | 1 | 1,02 | 1,03 | 1,04 | 1,05 |
7 | 1,02 | 1,05 | 1,07 | 1,10 | 1,12 |
8 | 1,06 | 1,09 | 1,13 | - | - |
9 | 1,1 | 1,16 | - | - | - |
Таблица А.5 - Значения коэффициента
Консольное расположение колес | Несимметричное расположение колес по отношению к опорам | Симметричное расположение колес по отношению к опорам | |
0,4 | 1,15 | 1,04 | 1,0 |
0,6 | 1,24 | 1,06 | 1,02 |
0,8 | 1,30 | 1,08 | 1,03 |
1,0 | - | 1,11 | 1,04 |
1,2 | - | 1,15 | 1,05 |
1,4 | - | 1,18 | 1,07 |
1,6 | - | 1,22 | 1,09 |
1,8 | - | 1,25 | 1,11 |
2,0 | - | 1,30 | 1,14 |
Таблица А.6 - Значения коэффициента
Передача | Окружная скорость V м/c | |||
до 5 | 10 | 15 | 20 | |
Степень точности | ||||
8 | 8 | 7 | 7 | |
Прямозубая | 1,05 | - | - | - |
Косозубая (шевронная) | 1,0 | 1,01 | 1,02 | 1,05 |
Таблица А.7 - Значения коэффициента
Z или | 17 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 и более |
4,18 | 4,09 | 3,90 | 3,80 | 3,70 | 3,66 | 3,:62 | 3,61 | 3,60 |
Таблица А.8 - Значения коэффициента
Симметричное расположение колес относительно опор | Несимметричное расположение колес относительно опор | Консольное расположение колес | Установка вала на роликовых подшипниках | |
0,2 | 1,0 | 1,04 | 1,!8 | 1,10 |
0,4 | 1,03 | 1,07 | 1,37 | 1,21 |
0,6 | 1,05 | 1,12 | 1,62 | 1,40 |
0,8 | 1,08 | 1,17 | - | 1,59 |
1,0 | 1,10 | 1,23 | - | - |
1,2 | 1,13 | 1,30 | - | - |
1,4 | 1,19 | 1,38 | - | - |
1,6 | 1,25 | 1,45 | - | - |
1,8 | 1,32 | 1,53 | - | - |
Таблица А.9 - Значения коэффициента
Степень точности | Окружная скорость V м/c | ||
до 3 | 3-8 | 8-12,5 | |
6 | 1/1 | 1,2/1 | 1,3/1,1 |
7 | 1,15/1 | 1,35/1 | 1,45/1,2 |
8 | 1,45/1,3 | 1,45/1,3 | -/1,4 |
В числителе значения - для прямозубых колес, в знаменателе для косозубых |
Таблица А.10 - Материалы для червяков и червячных колес
Материалы | , Н/мм2 при м/с | ||||||||
венца червячного колеса | червяка | 0,25 |
0,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
8 |
БрАЖ9-4Л | Сталь с HRC 45 и > |
- | 182 | 179 | 173 | 167 | 161 | 150 | 138 |
БрАЖИ 10-4-4Л |
-“- | - | 196 | 192 | 187 | 181 | 175 | 164 | 152 |
СЧ15-32 или СЧ18-36 |
Сталь 20 или 20Х цементированная | 155 | 128 | 113 | 84,5 | - | - | - | - |
СЧ12-28 или СЧ15-32 |
Сталь 45 или Ст. 6 | 141 | 113 | 98 | 71 | - | - | - | - |
Таблица А.11 - Механические характеристики для материалов червячных колес, МПа
Марка бронзы или чугуна | Способ литья |
Н/мм2 |
Допускаемые напряжения при твердости червяка | |||||
<HRC 45 | ≥HRC 45 | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
БрОФIO-1 | В песчанную форму | 177 | 39 | 28 | 128 | 49 | 35 | 157 |
БрОФIO-1 | В кокили | 255 | 57 | 186 | 186 | 71 | 51 | 221 |
БрОНФ | Центробежн. | 287 | 64 | 206 | 206 | 80 | 56 | 246 |
БрОЦС 6-6-3 | В песчаную форму | 147 | 35 | 111 | 111 | 45 | 32 | 133 |
БрОЦС 6-6-3 | В кокиль | 177 | 45 | 132 | 132 | 53 | 38 | 194 |
БрОЦС 6-6-3 | Центробеж. | 216 | 51 | 162 | 162 | 62 | 45 | - |
БрАЖ9-4Л | В песчаную форму | 392 | 81 | - | - | 98 | 75 | - |
БрАЖ9-4Л | В кокиль | 490 | 85 | - | - | 108 | 83 | - |
Продолжение таблицы А.11 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
БрАЖ 10-4-4Л | В кокиль | 590 | 101 | - | - | 130 | 98 | - |
СЧ12-28 | В песчаную форму | 118 | 33 | - | - | 41 | 25 | - |
СЧ15-32 | То же | 147 | 37 | - | - | 47 | 29 | - |
СЧ18-36 | -“- | 177 | 42 | - | - | 53 | 33 | - |
СЧ21-40 | -“- | 206 | 47 | - | - | 59 | 36 | - |
Таблица А.12 - Основные параметры червячных передач (ГОСТ 2144-76)
, мм | m, мм |
q |
Z2 :Z1 = u |
||||||
1 ряд | 2 ряд | ||||||||
63 | 3,15 | 8 | 32:4 | 32:2 | 32:1 | ||||
80 | 4 | 8 | 32:4 | 32:2 | 32:1 | ||||
100 | 5 | 8 | 32:4 | 32:2 | 32:1 | ||||
4 | 10 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | |||||
125 | 5 | 10 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | ||||
4 | 12,5 | 50:4 | 50:2 | 50:1 | |||||
140 | 5 | 16 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | ||||
5 | 10 | 46:4 | 46:2 | 46:1 | |||||
160 | 6,3 | 10 | 32:4 | 40:2 | 32:1 | ||||
8 | 8 | 32:4 | 32:2 | 32:1 | |||||
200 | 10 | 8 | 32:4 | 32:2 | 32:1 | ||||
8 | 10 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | |||||
250 | 12,5 | 8 | 32:4 | 32:2 | 32:1 | ||||
10 | 10 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | |||||
8 | 12,5 | 50:4 | 50:2 | 50:1 | |||||
280 | 10 | 16 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | ||||
10 | 10 | 46:4 | 46:2 | 46:1 | |||||
400 | 20 | 8 | 32:4 | 32:2 | 32:1 | ||||
16 | 10 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | |||||
500 | 20 | 10 | 40:4 | 40:2 | 40:1 | ||||
16 | 12,5 | 50:4 | 50:2 | 50:1 |
Таблица А.13 - Сочетание m и q (ГОСТ 2144-76)
m | q | m | q |
1 | 2 | 3 | 4 |
2,0 |
8,0 | 6,3 |
8,0 |
10,0 | 10,0 | ||
12,5 | 12,5 | ||
16,0 | 16,0 | ||
20,0 | 20,0 | ||
Продолжение таблицы А.13 |
|||
1 | 2 | 3 | 4 |
2,5 |
8,0 | 8,0 | 8,0 |
10,0 | 10,0 | ||
12,5 | 12,5 | ||
16,0 | 16,0 | ||
20,0 | 20,0 | ||
3,15 | 8,0 | 10,0 | 8,0 |
10,0 | 10,0 | ||
12,5 | 12,5 | ||
16,0 | 16,0 | ||
20,0 | 20,0 | ||
4,0 | 8,0 | 12,5 | 8,0 |
10,0 | 10,0 | ||
12,5 | 16,0 | ||
16,0 | 16,0 | ||
20,0 | 20,0 | ||
5,0 | 8,0 | 16,0 | 8,0 |
10,0 | 10,0 | ||
12,5 | 12,5 | ||
16,0 | 16,0 | ||
20,0 | 20,0 |
Таблица А.14 - Коэффициент деформации червяка .
Коэффициент деформации при q | |||||||
7,5 | 8 | 9 | 10 | 12 | 14 | 16 | |
1 | 63 | 72 | 89 | 108 | 147 | 179 | 194 |
2 | 50 | 57 | 71 | 86 | 117 | 149 | 163 |
3 | 46 | 51 | 61 | 76 | 103 | 131 | 144 |
4 | 42 | 47 | 58 | 70 | 94 | 120 | 131 |
Таблица А.15 - Значения коэффициента
Степень точности | Скорость скольжения , м/с | |||
до 1,5 | от 1,5 до 3 | от 3 до 7,5 | от 7,5 до 12 | |
6 | - | - | 1 | 1,1 |
7 | 1 | 1 | 1,1 | 1,2 |
8 | 1,15 | 1,25 | 1,4 | - |
9 | 1,25 | - | - | - |
Таблица А.16 - Коэффициенты формы зуба для червячных колес
28 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | |
2,43 | 2,41 | 2,32 | 2,27 | 2,22 | 2,19 | 2,12 | 2,09 | 2,08 | 2,04 |
Таблица А.17 - Значения коэффициентов трения и углов трения
0,1 | 0,08-0,09 | 4o 34’-5o 09’ | 2,5 | 0,030-0,040 | 1o 43’-2o 17’ |
0,25 | 0,065-0,075 | 3o 34’-4o 17’ | 3,0 | 0,028-0,035 | 1o 36’-2o 00’ |
0,5 | 0,055-0,065 | 3o 09’-3o 43’ | 4,0 | 0,023-0,030 | 1o 19’-1o 43’ |
1,0 | 0,045-0,055 | 2o 35’-3o 09’ | 7,0 | 0,018-0,026 | 1o 02’-1o 29’ |
1,5 | 0,04-0,05 | 2o 17’-2o 52’ | 10,0 | 0,016-0,024 | 0o 55’-1o 22’ |
2,0 | 0,035-0,045 | 2o 00’-2o 35’ | |||
Меньшие значения следует принимать при шлифованном или полированном червяке |
Таблица А.18 - Предельные окружные скорости для силовых передач, м/с
Степень точности | Прямые зубья в передачах | Непрямые зубья в передачах | ||
цилиндрической | конической | цилиндрической | конической | |
5 и более точные | Св. 15 | Св. 12 | Св. 30 | Св. 20 |
6 | До 15 | До 12 | До 30 | До 20 |
7 | До 10 | До 8 | До 15 | До 10 |
8 | До 6 | До 4 | До 10 | До 7 |
9 | До 2 | До 1,5 | До 4 | До 3 |
Таблица А.19 - Допустимые скорости и области применения червячных передач
Степень точности | Скорость скольжения V ск , м/с | Обработка |
7 | От 5 до 10 включительно | Червяк закален, шлифован и полирован. Колесо нарезается шлифованными червячными фрезами. Обкатка под нагрузкой |
8 | От 2 до 5 включительно | То же, но допускается нешлифованный червяк при твердости не более 350 НВ |
9 | До 2 включительно | Червяк не шлифуется, колесо нарезается любым способом |