ДМ - Конспект лекций для бакалавров (Андриенко ЛА) (528097), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Поверхности витков шлифуют с высокой точностью конусными (ZK) или тороидным кругом (ZT).Передачи с нелинейчатыми червяками характеризует повышеннаянагрузочная способность.Для силовых передач следует применять эвольвентные или нелинейчатые червяки.Геометрические размеры червяка и колеса определяют по формулам,аналогичным формулам для зубчатых колес.Рис. 3.10Геометрические размеры червяка и колеса определяют по формулам,аналогичным формулам для зубчатых колес:d1 = mq – делительный диаметр,где q – число модулей в делительном диаметре или коэффициент диаметра червяка. С целью сокращения номенклатуры зуборезного инструментазначения q стандартизованы: 8, 10, 12.5, 16, 20.- Расчетный шаг червяка p = m- Ход витка ph = pz1, где z1 – число заходов (витков) червяка:1, 2 или 4 (3 стандартом не предусмотрено)- Угол профиля: для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков  = 20, для червяков, образованных тором  =22.- диаметр вершин витков da1 = d1 + 2m- диаметр впадин df1 = d1 – 2.4m- делительный угол подъема линии витка tg 1 z1q- длина нарезанной части – b.

Определяется из условиянахождения в зацеплении максимально возможного числа зубьевколеса.Для червяка со смещением дополнительно вычисляют- диаметр начального цилиндра91Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************dw1  d1 = m(q+2x), x – коэффициент смещения- угол подъема линии витка на начальном цилиндреtgw = z1/(q+2x)Основные геометрические размеры ЧК определяются в среднемсечении.Рис.

3.11У передачи со смещением изменится dw1.Делительный диаметр и совпадающий с ним начальный диаметр колесас числом зубьев z2d2 = dw2 = mz2Межосевое расстояниеaw = 0.5(d1+d2) = 0.5(mq + mz2) = 0.5m(q + z2).ЧП со смещением выполняют в целях обеспечения заданного aw.Для нарезания зубьев колес в передачах со смещением и без смещенияиспользуют один и то же инструмент. Поэтому нарезание со смещением выполняют только у колеса.При заданном aw коэффициент смещения инструмента равенxaw 0.5  (q  z2 )mЗначение x выбирают по условию отсутствия подрезания и заострениязубьев.

Допускается x  1, а для передач с вогнутым профилем витка червяка 1 x 1,4. Во избежание подрезания зуба число зубьев z2  26.da2 = d2 + 2 m (1 + x)df2 = d2 + 2 m (1,2 - x)Наибольший диаметр ЧКdaM2  da2 + 6 m /(z1 + K)92Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************K = 2 – для передач с эвольвентным червякомK = 4 – для передач нелинейчатых.ЧК является косозубым с углом наклона w.

Условный угол обхвата 2для расчета на прочность находят по точкам пересечения окружностидиаметром (da1 – 0,5m) и линиями торцев ЧК.Передаточное числоun1 z 2n2 z1Скольжение в ЧПРис. 3.12tg 1 z1 делительны йqtg w z1 начальныйq  2xw - угол подъема винтовой линии на начальном цилиндре.При работе ЧП витки червяка скользят по зубьям колеса. Скоростьскольжения vск может быть найдена из параллелограмма скоростей.v1 и v2 - окружные скорости червяка и ЧК.vск   d w1  n1v1cos  w 60000  cos  wКак видно vск > v1 всегда.Скольжение приводит к значительным потерям в зацеплении, нагреву передачи, изнашиванию зубьев ЧК, увеличивает склонность к заеданию.Несущая способность перемещающихся одна по другой смазанных поверхностей A и В (рис.3.13) значительно выше, если между ними обеспечензазор в направлении скорости.

При этом масло затягивается в клиновой за-93Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************зор, разделяет сопряженные поверхности и воспринимает действующуюнагрузку, т.е. vск  контактной линии ab.Рис.3.13Если же скольжение происходит вдоль контактной линии, т.е. vск ||контактной линии ab, то масляный слой в зоне контакта образоваться не может, появляются условия для заедания.Рис. 3.14Схема зуба ЧК с нанесенной на ней контактной линией a-a, ряд последовательных положений которой в процессе зацепления обозначены линиями1, 2 на рис.3.14. Как видим, в положении 1 вектор vск направлен по касательной к контактной линии.Зона, в которой вектор vск почти совпадает с контактной линией, заштрихована.94Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Изнашивание, заедание начинается именно в этой зоне и затем распространяется на всю рабочую поверхность зубьев колеса.

Наиболее благоприятной является часть зуба со стороны выхода червяка из зацепления (линия2).КПД ЧП определяется аналогично КПД резьбовой пары, которая покинематическим свойствам аналогична ЧП.3 tg wtg ( w  1 )1 – приведенный угол трения, уменьшающийся с увеличением vск.з увеличивается с ростом w.Большие углы w выполнимы в передачах с 4-х заходным червяком и смалыми передаточными числами. КПД ЧП = 0.75…0.95.Силы в зацепленииСилу принимают сосредоточенной и приложенной в полюсе зацепления по нормали к рабочей поверхности витка.Рис. 3.15Окружная сила Ft2 на ЧП95Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Ft2 = 2103T2/d2T2 – вращающий момент на колесе, Нм,d2 – делительный диаметр колеса, мм.Осевая сила Fa1 на червяке равна Ft2.Fa1 = Ft2Ft1 2 103  T1 2 103  T2d w1d w1  u 3Окружная сила Ft1 на червякеT1 – вращающий момент на червяке, Нм.Осевая сила на ЧКFa2 = Ft1Радиальная сила Fr1 = Fr2 = Ft2tgНаправление силы Ft2 всегда совпадает с направлением вращения колеса!Материалы червяков и венцов червячных колесЧервяк и колесо должны обладать достаточной прочностью и ввидузначительной vск в зацеплении образовывать антифрикционную хорошо прирабатываемую пару.Червяки изготовляют из среднеуглеродистых сталей 45, 50 или легированных 40Х, 40ХН, а также цементируемых сталей 18ХГТ, 20Х с последующей поверхностной закалкой ТВЧ и шлифовкой витков.Материалы зубчатых венцов колес делятся на 3 группы:Группа I.

Оловянные бронзы (БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1 и др.) применяютпри высоких скоростях скольжения vск = 5…25 м/с. Они обладают хорошимиантизадирными свойствами, но имеют невысокую прочность.Группа II. Безоловянные бронзы и латуни применяют при vск до 3…5м/с. Чаще других применяют БрА9Ж3Л. Обладает хорошей прочностью, нопониженным антизадирными свойствами, поэтому ее применяют с закаленным шлифованным и полированным червяком.Группа III.

Серые чугуны СЧ15, СЧ20 используются при vск  2..3 м/с вмеханизмах с ручным приводом.Для выбора материала определяют ожидаемую скорость скольженияvск  0.45 103  n1  3 T2 ,  м / с.96Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Характер и причины отказов червячных передачПричинами выхода червячной передачи из строя могут быть:1)поломка зубьев червячного колеса или, в редких случаях, поломка витков червяка;2)усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев червячного колеса и появление трещин на рабочих поверхностяхвитков закаленных червяков;3)износ зубьев червячного колеса.Рис. 3.15. Поломка витка червякаРис.3.16.Заедание на боковой поверхности червяка97Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Расчет на контактную прочность и предотвращение заеданияВ ЧП, аналогично зубчатым, зубья ЧК рассчитывают на контактнуюпрочность и прочность при изгибе.В ЧП, кроме выкрашивания, велика опасность заедания, которое такжезависит от контактных напряжений H.Поэтому для всех ЧП расчет по контактным напряжениям является основным, определяющим размеры передачи, а расчеты на предотвращение заедания и по напряжениям изгиба – проверочным.Расчет по контактным напряжениям ведут для зацепления в полюсе дляцилиндрических червяков (считая, что несущая способность их близка), дляархимедова червяка, распространяя расчеты на передачи с другими червяками.Исходной является формула ГерцаFn11H i  [(1  12 ) / E1  (1   22 ) / E 2 ] LСила Fn = KHFt2/(coscosw) по аналогии с косозубым зацеплением.KH = KHVKH - коэффициент нагрузки учитывает внутреннюю динамику (KHV), обусловленную погрешностями изготовления, а также неравномерность распределения нагрузки в зоне контакта (KH) вследствие деформациивалов червяка, ЧК, подшипников и корпусаKV  1 при v  3м/с,KV=1…1,3 при v>3 м/с.K = 0,5(K0+1) K0 = 1,05…1,2.L - суммарная длина контактной линии.Витки архимедова червяка в осевом сечении имеют прямобочныйпрофиль, поэтому радиус кривизны 1 = .Записывая входящие в формулу Герца величины через параметры червячной передачи, получим формулу для проверочного расчета ЧП по контактным напряжениям35350  (q  2  x)  z 2  q  2  x H    K H  T2   H .z2a(q2x) wВ передачах с нелинейчатым червяком коэффициент 5350 заменяют на4340.При проектном расчете определяют межосевое расстояниеaw  K a  3K H  T2 2HKa = 610 – для линейчатых, Ka = 530 – для нелинейчатых червяков.98Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Расчет зубьев колеса на прочность при изгибеРасчет ведут для зубьев колеса, т.к.

витки червяка значительно прочнее.Расчет на изгиб проводят по формулам для цилиндрических косозубыхколес, записывая входящие в них величины через параметры червячной передачи и учитывая более высокую прочность зубьев ЧК на изгиб (примернона 30%) вследствие их дугообразной формы.K = KH = KF.K  Ft 2  YF 2  cos wF   F .1.3  m 2  (q  2  x )Эквивалентное число зубьев zV2 по аналогии с косозубым цилиндрическим колесом при угле наклона зуба wzV 2 z2cos 3  wF – расчетные напряжения изгиба в опасном сечении зуба,YF2 – коэффициент формы зуба, который зависит от zV2,[]F – допускаемые напряжения изгиба.Выбор допускаемых напряженийКривые усталости для контактных напряжений и изгибных напряженийобразцов из бронзы имеют очень длинные наклонные участки.

Поэтому заисходные принимают допускаемые напряжения при 10 7 циклов для расчетапо контактным напряжениям и при 106 циклов – для расчета по напряжениямизгиба.Допускаемые контактные напряжения []HГруппа I.[ ]H   H0  CV  K HLH0 – предел контактной выносливости при 107 циклов.H0 = (0,75…0,9) bb – временное сопротивление при растяжении.Cv – коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания, зависитот скорости скольжения Vск (рис.3.17).KHL – коэффициент долговечностиK HL  8 107N HE 1,1599Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Рис. 3.17NHE = KHE  NK – эквивалентное число циклов, аналогично зубчатым передачам зависит от режима.KHE – зависит от типового режима нагружения.Группа II. (БрА9Ж3Л, ЛЦ23А6ТК3Мц2).

Характеристики

Список файлов лекций