АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Выбор материалов для изготовления зубчатых колес

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ С ПРЯМЫМИ ЗУБЬЯМИ

Методические указания

к выполнению курсового проекта по дисциплине

«Детали машин и основы конструирования»

Тольятти 2004

УДК 621.333

ББК 34.445

Р 24

Составители: к.т.н., доц. А.Н. Пахоменко, ассистент П.А. Мельников

Р 24 Расчет и проектирование конических зубчатых передач с прямыми зубьями: Метод. указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» / сост. А.Н. Пахоменко, П.А Мельников:– Тольятти: ТГУ, 2004. 52 с.

Рассмотрены методы и правила расчета и конструирования конических зубчатых передач с прямыми зубьями. Даются разъяснения по выполнению необходимых расчетов. Материал излагается в последовательности стадий проектирования.

Данное пособие предназначено для студентов очной и заочной формы обучения, выполняющих курсовой проект по дисциплине «Детали машин и основы конструирования».

Табл. 16. Ил. 14 Библиогр.: 6 назв.

Научный редактор: к.т.н., доц. Г.П. Денисов

Утверждено научно-методическим советом университета.

ã Тольяттинский государственный университет, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 4

2. Выбор материалов для изготовления зубчатых колес. 5

3. Проектировочный расчет. 6

3.1. Проектировочный расчет на контактную выносливость. 6

3.2. Проектировочный расчет на изгибную выносливость. 12

3.3. Проектирование передачи. 15

4. Проверочный расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев 16

4.1. Определение расчетного контактного напряжения. 16

4.2. Допускаемые контактные напряжения в проверочном расчете. 19

4.3. Расчет на контактную прочность при действии максимальной нагрузки. 21

Напряжение определяют по формуле. 21

5. ПРОВЕРОЧНЫЙ Расчет зубьев на выносливость при изгибе. 22

5.1. Определение расчетного изгибного напряжения. 22

5.2. Допускаемые напряжения в проверочном расчете на изгиб. 23

5.3. Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой. 25

Библиографический список. 29

Приложение. 30

Общие положения

1. Термины и обозначения, относящиеся к геометрии и кинематике зуб­чатых передач, взяты из ГОСТ 16530-87 и ГОСТ 16531-87.

2. Основные термины и определения, относящиеся к прочности зубчатых передач, приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Основные термины и определения

3. Приняты следующие основные буквенные обозначения расчетных пара­метров:

F_t – окружная сила на делительном диаметре в торцовом сечении, Н;

К – коэффициент, учитывающий отдельные факторы на расчет­ную нагрузку;

S – коэффициент запаса прочности;

Т – расчетная нагрузка (вращающий момент), Нм;

– удельная окружная сила, Н/мм;

Y – коэффициент, учитывающий влияние отдельных факторов при расчете изгибной прочности;

Z – то же, при расчете контактной прочности;

– напряжение, МПа.

4. Приняты следующие основные и дополнительные индексы для буквенных обозначений расчетных параметров:

F – относящийся к изгибной прочности;

H – относящийся к контактной прочности;

Р – дополнительный индекс, относящийся к допускаемому напряжению;

1 – относящийся к шестерне;

2 – относящийся к колесу.

Отсутствие цифрового индекса означает отношение к любому зубчатому колесу передачи.

Выбор материалов для изготовления зубчатых колес

При выборе материала зубчатых колес необходимо учесть следующие факторы:

1) назначение передачи;

2) условия работы передачи;

3) требования технологии;

4) оборудование, на котором будут производиться зубчатые колеса;

5) стоимость;

6) доступность материала;

7) обрабатываемость;

8) требования по термической (ТО) или химико-термической обра­ботке (ХТО);

9) передаваемая мощность;

10) способ получения заготовки зубчатых колес. Заготовки зубчатых колес могут быть получены ковкой, штамповкой и литьем.

Для изготовления зубчатых колес в основном применяются стали конструкционные или легированные, чугуны, неметаллические материалы и крайне редко сплавы цветных металлов. Стали отличаются содержанием углерода. Их можно подвергнуть ТО или ХТО. При содержании углерода

С > 0,35%, ТО – улучшение, нормализация. Твердость НВ<350. Объемной и поверхностной закалке подвергаются, стали с содержанием углерода 0,4…0,5%, например, стали марок 45, 50, 50Г, 40Х, 40Хн, 45ХН, 40ХН4А и др. Твердость при закалке 40…50НRC.

Материал колес может быть подвергнут ХТО: цементации, азотированию, цианированию.

Стали с ТО – улучшение, нормализация, закалка (объемная) - имеют однородную структуру; при применении поверхностной закалки и ХТО всех видов имеем неоднородную структуру материалов с упрочненным поверхностным слоем.

Для колес с твердостью активных поверхностей зубьев НВ>350 используется сталь марок 40, 45, 50, 50Г, 35Х, 40Х, 45Х, 40ХН, 45ХН, 35ХМА, 30ХН3А, 35ХМ и др.

Цементация зубьев с последующей закалкой дает высокую твердость поверхностей зубьев; их твердость до 55…63 НRC при достаточно мягкой сердцевине. При этом используются стали с содержанием углерода 0,12…0,3% следующих марок: 15, 20, 15Х, 20ХР, 12ХН3, 12Х2Н4А, 12ХН3А, 20ХН3А, 18НГТ, 18ХНВА, 18ХН3А, 18ХФ и др. После цементации необходимо применять доводочные операции, например, шлифование.

Цианирование также дает высокую поверхностную твердость (60…63НRC), но получаемый твердый слой имеет небольшую толщину. Применяются стали марок 20Х, 35Х, 40Х, 30ХГТ, 20ХГТ и др. Цианирование является финишной операцией.

Азотирование обеспечивает высокую поверхностную твердость, но полученный твердый слой имеет небольшую толщину, что делает опасным подслойные разрушения. Азотирование является также финишной операцией. Для азотированных зубчатых колес обычно применяются стали марок 38ХМЮА, 35ХЮА, 38ХВФЮ, 30ХН2МФА, 45Х2Н2МФЮА и др.

Чугуны обладают хорошими литейными качествами и являются наиболее дешевым материалом. Колеса, выполненные из чугуна, хорошо прирабатываются, поэтому шум, возникающий при работе передачи, меньше, чем у передач со стальными колесами. Для открытых передач при спокойном режиме работы применяется серый чугун СЧ 18-36 и СЧ 21- 40. При окружных скоростях до 4…5 м/с рекомендуется применять модифицированный чугун марок СЧ 28-48 и СЧ 32-52, а также высокопрочный чугун марок ВЧ 45-5 и ВЧ 40-10.

Для изготовления зубчатых колес применяются неметаллические материалы. Данный вид материала применяется в малонагруженных, скоростных передачах и изделиях бытовой техники.

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 915 | Нарушение авторских прав