Файл: Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ учебной дисциплины детали машин для специальности.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2023

Просмотров: 980

Скачиваний: 8

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Назначив все коэффициенты определяем расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса, используя формулу 18.Определяем расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерни, используя формулу 182.2. Определяем допускаемое напряжение на изгиб по формуле 52.3. Сравниваем расчетные напряжения с допускаемыми по формуле 23. Прочность зубьев передачи обеспечена, если рабочее напряжение меньше или равно допускаемому напряжению, т.е. выполняется условие прочности.Пример. Рассчитать цилиндрическую открытую прямозубую передачу, в которой шестерня и колесо расположены на валах симметрично относительно опор. Работа передачи односменная с постоянной нагрузкой, срок службы Lh =30 000 час. Материалы колес: сталь 40Х, улучшенная до НВ270 (для шестерни); 40Х , нормализованная до НВ 235 (для колеса). Передаваемая мощность на ведущем валу Р1= 4,5 кВт, часта вращения ведущего вала n1 =960 об/мин, передаточное число u = 4. 1. Проектный расчет. Выполняем из условия контактной прочности зубьев в полюсе зацепления.1.1. Определяем кинематические характеристики передачи по формулам 1, 2.ω1 = π·n1/ 30 = 3,14·960/30 =100рад/сω2 = 100/3 = 25 рад/сT2 = = 171 Нм; T1 = = 45 Нм; - кпд выбрать по таблице1.1.2. Определяем допускаемое контактное напряжение по формуле 5.По таблице 3 выбираем σН lim = 2·НВ + 70= 2·235 +70 = 540 МПаSН =1,1zN= 0,53 Nz = 60 · 960 ·30 000·1= 172,8·10[σ]Н = (540 /1,1 )·0,53 =260МПа1.3. Определяем межосевое расстояние аW аW = = 367,5ммПо стандарту СЭВ 229-75 принимаем аW =315мм.1.4. Определяем модуль зацепления и полученное значение округляем по СТ СЭВ 310-76m = (0,01….0,02) · 315; m = 3,15…. 6,3, принимаем m =5.1.5.Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса Z:Z= 2· 315 / 5 = 126 ;1.6. Определяем числа зубьев шестерни и колесаZ1 = 126/5= 25,2 ; принимаем Z1 = 25 Z2 = 126-25 = 101; 1.7. Определяем геометрические размеры зубчатых колес
Шестерня Делительный диаметр, d = 5 · 25= 100ммДиаметр окружности вершин, da = 5 · (25+2)=135ммДиаметр окружности впадин, df = 5 · (25 – 2,5) = 112,5ммВысота зуба, h = 2,25·5 =11,25ммШирина зубчатого венца, b = 315 · 0,3=94,5ммЗубчатое колесо Делительный диаметр, d = 5 · 101= 505ммДиаметр окружности вершин, da = 5 · (101+2)=515ммДиаметр окружности впадин, df = 5 · (101 – 2,5) = 492,5ммВысота зуба, h = 2,25·5 =11,25ммШирина зубчатого венца, b = 315 · 0,3=94,5мм2. Проверочный расчетПроверяем прочность зубьев на изгиб.2.1. Определяем расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса Определяем окружную скорость в зацеплении и назначаем степень точности передачи по таблице 10.V=( 100 · 100) /2 = 5м/с, тихоходная передача с пониженными требованиями 9(пониженной) степени точности. Ft = 2 ·45000 /100= 900Н; KFa= 1;KFß = 1+ 1,5· 0,9 / 4= 0,58 ≤ 1,7; S=4; ψbd = 94,5/ 100=0,9 KFv = 1,4; Yß =0; YFS = 3,61; при Z1 = 101. Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса:σF2 = 1· 0,58 ·1,4· 3,61 ·900 /94,5 · 5= 5,58МПа Расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерни:σF1 = 5,58· 3,88 / 3,61= 6МПа 2.2. Определяем допускаемое напряжение на изгиб в зубьях колеса и шестерни[σ]F1 = (σFlim /SF )·ZН = (553/ 1,75) ·0,53= 167 МПа[σ]F2 = (σFlim /SF )·ZН = (490/1,75) ·0,53= 148МПаσF1 lim = 1,8 ·270 +67 = 553 МПаσF2 lim = 1,8 ·235 +67 = 490 МПа2.2. Сравниваем расчетные напряжения с допускаемыми по формуле 23. σF≤ 1,1· [σF]6 МПа≤ 1,1· 167МПа =184 МПа5,58 МПа≤ 1,1· 148МПа = 163МПаВывод: Условие прочности выполняется.5.Задания по расчету зубчатых цилиндрических передачРассчитать зубчатую цилиндрическую передачу для заданных условий работы. Исходные данные выбрать по таблице 11, где мощность на ведущем валу Р1, ω1 – угловая скорость ведущего вала, u - передаточное число, Lh – долговечность или ресурс работы передачи, работа передач односменная. Исходные данные представлены в таблице 11Таблица 11. – Исходные данные

вариант
Р1, кВт
ω1 , рад/с
u
Lh,

час
Материалы колес
Характеристика передачи

шестерня
колесо

1
0,8
100
2
15000
40Х, закалка, HRC 45


40Х, улучшение НВ 248
Передача прямозубая с симметричным расположением колес

2
0,6
200
1,5
60000

3
1,2
150
3
30000

4
4
110
2,5
20000
38ХЮ, азотирование HRC 52

5
10
130
2
15000

6
3,2
100
2,5
60000

7
7,1
145
2
30000
40Х, нормализация НВ 270

40Х, закалка,

HRC 57

8
3,6
180
2,5
20000

9
6,3
120
3
90000

10
5,5
120
3
15000
40Х, улучшение НВ 230

11
1,5
310
3
60000

12
2,2
180
1,8
30000

13
3
140
3
20000
40Х, улучшение НВ 235

40, закалка,

HВ 245
Передача косозубая с симметричным расположением колес

14
7,5
150
3
90000

15
1,8
62
4
100000

16
2,7
64
3,5
15000
40Х, нормализация НВ 270

17
3,2
100
2
60000

18
4,5
150
4
30000

19
5,3
105
3
20000
50, закалка

HRC 45
40Х, улучшение НВ 230

20
5,8
180
2
90000

21
6,3
140
2,5
100000

22
6,7
110
3,5
15000
50Г, закалка

HВ 245

23
7,1
140
3
60000

24
8
160
3,5
30000

25
7,6
120
4
20000

Чугун ВЧ -0НВ 230
Передача открытая косозубая с консолью

26
4
300
3
90000

27
2,9
106
2,5
100000

28
7
180
5
15000


40Х, улучшение НВ 240

29
7,2
150
4,5
60000

30
4,5
150
4
30000
6.Контрольные вопросы:1. Критерии работоспособности зубчатой передачи?2. Виды разрушений поверхностей зубчатых колес.3. Поясните: срок службы передачи?4. Из каких материалов изготавливают зубчатые колеса?5. Как обозначается допускаемое контактное напряжение?7. Литература.Основные источники:1. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: Учебное пособие / В.П. Олофинская. - 3-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2014. - 240 с.2. Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина. – 11-е изд., стер. – М.: ИЦ Академия, 2015. – 224 с.Дополнительные источники: 1.Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – М.: ИЦ Академия, 2017. – 352 с.2.Опарин И.С. Основы технической механики: учебник для сред.проф. образования. – М.: ИЦ Академия, 2014. – 144 с.Интернет-ресурсы:1.Детали машин: электронный учебный курс для студентов очного и заочного обучения. [Электронный ресурс]. URL: http://www.detalmach.ru (дата обращения 09.01.2018)
Практическая работа №62чРАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ КОНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ1.Цель урока, его воспитательные и развивающие задачиНаучиться рассчитывать коническую зубчатую передачу. 2. Обеспечивающие средства:2.1. Методическое руководство по выполнению работы.3. Требования к отчету

    1. Номер практической работы, тема, цель работы.

    2. Выполнить задание в соответствии с данными своего варианта (см. таблица 3).

    3. Кинематическую схему передачи вычертить с помощью карандаша и линейки.

    4. Подготовить ответы на вопросы в устной форме.
4. Технология работы:4.1. Внимательно изучите методические указания, предложенный теоретический материал.4.2. В соответствие с вариантом, выполнить схему передачи.4.3. На схеме обозначьте основные характеристики (число зубьев ведущего и ведомого колеса, делительный диаметр шестерни и колеса, межосевое расстояние). 4.4. Проведите проектировочный и проверочный расчеты по методике представленной ниже.4.5. Сделайте выводы о проделанной работе.4.6. Ответить на контрольные вопросы.Теоретические сведения.Конические зубчатые передачи применяются при пересекающихся осях валов. Межосевой угол обычно равен 90 . Конические колеса бывают:- с прямыми зубьями;- с круговыми зубьями.Методика расчета конических передач на допускаемые контактные напряжения и допускаемые напряжения изгиба:

  1. Выбор материала шестерни, колеса и термообработки по таблице 1.

  2. По таблице 1 в зависимости от принятого материала колес и термообработки выбираем размеры заготовки шестерни и колеса, твердость заготовок шестерни и колеса, определение среднего значения твердости.

  3. Определяем допускаемые контактные напряжения для шестерни.

  4. Определяем допускаемые напряжения изгиба.
Пример.Для конической прямозубой передачи рассчитать допускаемые контактные напряжения и допускаемые напряжения изгиба. Передача нереверсивная

, нагрузка постоянная при среднем значении передаваемой мощности (до 8 кВт). Срок службы редуктора (ресурс) Lh =40 000 час. частота вращения быстроходного вала n1 =970 об/мин, передаточное число u = 3.
Решение.


  1. Выбираем материал шестерни, колеса и термообработки по таблице 1.
Шестерня – сталь 45 – улучшение.Колесо – сталь 45 – улучшение.2. Выбираем размеры заготовки шестерни и колеса, твердость заготовок шестерни и колеса, определение среднего значения твердости.В зависимости от принятого материала колес и термообработки выбираем предельные размеры заготовки шестерни Dпр = 125 мм и заготовки колеса Sпр = 50 мм.Твердость заготовки колеса 235… 262 НВ.Твердость заготовки шестерни 269 …302 НВ.Определяем среднюю твердость по таблице 3НВ ср2= 0,5·( НВmin + НВmax) =0,5·( 235 + 262) = 248,5. НВ ср1= 0,5·( НВmin + НВmax) =0,5·( 269 + 302) = 285,5. Разность НВ ср1 - НВ ср2= 285,5 – 248,5 = 37, что в пределах нормы. Для передач с прямыми и непрямыми зубьями при малой ( Р≤ 2 кВт) и средней ( Р≤ 7,5 кВт) мощности при термообработке нормализация и улучшении НВ ср1 - НВ ср2= 20…50.3. Определяем допускаемые контактные напряжения для шестерни.[σ] Н1 = КНL1· [σ] НO1 ;[σ] Н2 = КНL2· [σ] НO2 ;КНL1= ; КНL2= ; По таблице 2 NHO1 = 25 при НВ ср1 = 300; NHO2 = 16,5 при НВ ср2 = 250.N1 =573 ·ω1 · Lh.ω1= (1/с);N1 =573 ·104 · 40000 =238·107N1 = 238·107  NHO1 = 25 Принимаем КНL1=1, т.к. для улучшенных и нормализованных колес 1≤ КНL1=≤2,6N2 =573 ·ω2 · Lh; ω2= ω1/ u = 104/3=34,7 (1/с);N2 =573 ·34,7 · 40000 =80·107 , так как N2 = 80·107  NHO2 = 16,5 принимаем КНL2=1[σ] НO1 =1,8 НВ ср +67 = 1,8·285+67 = 580 Н/мм2[σ] НO2 =1,8 НВ ср +67 = 1,8·248+67 = 513 Н/мм2Тогда [σ] Н1 = КНL1· [σ] НO1 = 1 · 580 Н/мм2 =580 Н/мм2[σ] Н2 = КНL2· [σ] НO2 = 1 · 513 Н/мм2 =513 Н/мм2Дальнейший расчет ведем по менее прочным зубьям, т.е. зубьям колеса.

Смотрите также файлы