Зубчатые механизмы
Применение зубчатых механизмов в машиностроении, приборостроении, в технических системах. Классификация зубчатых передач. Конструкции и материалы зубчатых колес. Цветные металлы и сплавы. Разъемные, резьбовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.11.2013 |
| Размер файла | 2,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Пластификаторы увеличивают текучесть, эластичность и уменьшают хрупкость пластмасс. Отвердители ускоряют процесс затвердевания пластмасс, красители придают пластмассам нужный цвет.
По поведению при нагреве полимеров пластмассы делят на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).
Термопласты (полиэтилен, фторопласт, полистирол, полиамиды и др.) имеют свойства обратимости: при повторных нагреваниях они переходят в пластическое или вязкотекучее состояние и им можно придать необходимую форму, а затем они вновь затвердевают при охлаждении. Переход термопластов из одного физического состояния в другое может осуществляться неоднократно без изменения химического состава. Термопласты легко формуются и надежно свариваются в изделия сложных форм, устойчивы к ударным и вибрационным нагрузкам, обладают хорошими антифрикционными свойствами. Свойства термопластов сильно зависят от температуры.
Термореактивные пластмассы не переходят в пластическое состояние при повторном нагревании. Они имеют более высокие, чем термопласты, показатели по твердости, модулю упругости, теплостойкости, сопротивлению усталостной прочности. Их свойства не так резко зависят от температуры. В зависимости от наполнителя различают монолитные (карболит), слоистые (текстолит, гетинакс) и композиционные пластмассы, где наполнителем используются волокна. В термореактивных пластмассах связующими являются эпоксидные, кремнийорганические и другие смолы.
Пластмассы являются хорошими электроизоляционными материалами. Для них характерна высокая химическая и коррозионная стойкость, малая плотность и теплостойкость. Они отличаются достаточной прочностью и упругостью. Детали, изготовленные из пластмасс, имеют блестящую гладкую поверхность разных цветов. Пластмассы значительно хуже, чем металлы, сопротивляются переменным нагрузкам; они подвержены тепловому, световому и атмосферному старению - процессу самопроизвольного необратимого изменения свойств; многие из пластмасс гигроскопичны.
Большим достоинством пластмасс является их высокая технологичность, обеспечивающая значительное сокращение производственного цикла. Изготовление металлических деталей осуществляется за десятки операций механической обработки, а пластмассовых - часто за одну технологическую операцию по формообразованию (прессование, выдавливание, литье под давлением и др.). Поэтому трудоемкость изготовления пластмассовых деталей уменьшается в 5 … 6 раз и более, а себестоимость продукции снижается в 2 … 3 раза, при этом получают очень высокий коэффициент использования материала, равный 0,9 … 0,95. Это приводит к значительному снижению материалоемкости и из-за малой плотности пластмасс (1,2 … 1,9 Мг/м3), к уменьшению массы конструкции в 4.5 раз.
Из пластмасс изготавливают зубчатые и червячные колеса, шкивы, подшипники, ролики, корпуса, зубчатые ремни, ручки управления и другие детали. Производство пластмасс развивается интенсивнее, чем таких традиционных материалов, как металлы. Это объясняется удешевлением изготовления, улучшением ряда основных параметров механизмов: уменьшением веса и инерционности звеньев, потерь на трение, повышением быстродействия.
Разъемные соединения
Способы соединения деталей и сборочных единиц механизмов различны. Их можно разделить на неразъемные и разъемные. Разъемные соединения отличаются тем, что их разборка возможна без разрушения деталей, входящих в соединение. Разъемные соединения в свою очередь делятся на подвижные и неподвижные. С помощью подвижных соединений можно обеспечить определенное перемещение одних деталей относительно других. К ним относятся различные опоры и направляющие. Неподвижные соединения обеспечивают фиксированное положение одних деталей по отношению к другим.
Разъемные соединения допускают многократную сборку и разборку. К ним относят резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые соединения. Выбор типа соединения зависит от предъявляемых к нему требований: конструктивных, технологических и экономических.
Резьбовые соединения
Резьбовыми называют соединения составных частей изделия с применением деталей, имеющих резьбу. Они наиболее распространены в приборо - и машиностроении. Резьбовые соединения бывают двух типов:
- соединения с помощью специальных резьбовых крепежных деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек);
- соединения свинчиванием соединяемых деталей, т.е. резьбы, нанесенной непосредственно на соединяемые детали.
Достоинствами резьбовых соединений являются простота, удобство сборки и разборки, широкая номенклатура, стандартизация и массовый характер производства крепежных резьбовых деталей, взаимозаменяемость, относительно невысокая стоимость и высокая надежность.
Недостатками резьбовых соединений являются наличие концентраций напряжений во впадинах резьбы, что снижает прочность соединений; чувствительность к вибрационным и ударным воздействиям, которые могут привести к самоотвинчиванию и низкая точность взаимоположения соединяемых деталей.
Основным элементом соединения является резьба, т.е. поверхность, которая образуется при винтовом движении плоской фигуры по цилиндрической или конической поверхности. Соответственно различают цилиндрическую и коническую резьбы. По профилю выступа и канавки резьбы в плоскости осевого сечения резьбы делятся на треугольные, трапецеидальные симметричные, трапецеидальные несимметричные или упорные, прямоугольные и круглые. Также резьбы бывают внутренние и внешние.
По назначению резьбы разделяют на крепежные, крепежно-уплотнительные и ходовые. Крепежные резьбы применяют для соединения деталей, а ходовые - в передаточных механизмах.
Крепежные резьбы имеют, как правило, треугольный профиль с притупленными вершинами и дном впадин. Это повышает прочность резьбы и стойкость инструмента при получении резьбы. Крепежная резьба бывает метрической, дюймовой и трубной. Наиболее широко применяется метрическая резьба. Угол профиля, т.е. угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения, метрической резьбы = 60. Стандартом предусмотрена резьба с крупным и мелким шагом. Резьбу с крупным шагом обозначают М (метрическая), при этом указывают значения наружного диаметра, например, М6, М8 и т.д. Для резьб с мелким шагом дополнительно указывают значение шага, например, М60,75, М81 и т.д.
Дюймовая резьба используется при замене деталей устройств, импортируемых из стран с дюймовой системой мер, угол профиля ее = 55.
Основными крепежными деталями резьбовых соединений являются болты, винты, шпильки, гайки, шайбы и стопорные устройства, предохраняющие гайки от самоотвинчивания. Исходя из этого различают следующие типы резьбовых соединений: болтовое, винтовое и шпилечное. Рассмотрим каждое из них.
Болтовое соединение двух деталей (рис.9, а) состоит из болта, гайки и шайбы. Болт - цилиндрический стержень с шестигранной головкой на одном конце и резьбой - на другом. Болты в соединении используют в комплекте с гайкой, при этом резьба в соединяемых деталях не используется. Нарезанной частью стержня болт ввинчивается в гайку. Гайка тело с внутренней резьбой. Между гайкой и болтом помещают шайбу (кольцевая пластина) для предохранения гайки от самоотвинчивания. Болтовое соединение применяется для соединения деталей относительно небольшой толщины и при наличии места для размещения головки и болта и гайки.
Винтовое соединение (рис 9, б). Винт - цилиндрический стрежень с головкой на одном конце и резьбой - на другом. Винт ввинчивается в резьбовое отверстие одной из скрепляемых деталей.
Рис.9
В зависимости от размеров и назначения болты и винты имеют различные головки: шестигранные, цилиндрические с внутренним шестигранником, цилиндрические со шлицем (прорезью) под отвертку и др.
Шпилечное соединение двух деталей (рис.9, в) состоит из шпильки, гайки и шайбы. Шпилька - цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах, одним концом она ввертывается в одну из скрепляемых деталей, а на другой ее конец навертывается гайка. Соединения при помощи шпилек применяют в тех случаях, когда в одной из соединяемых деталей нельзя выполнить сквозное отверстие и материал этой детали (с резьбой) не обладает высокими прочностными свойствами (пластмасса, алюминиевые, магниевые сплавы). Поэтому применение винта при частой разборке и сборке соединения из-за малой прочности резьбы не рекомендуется. Шпилька же ввинчивается в деталь с резьбой малой прочности только один раз - при сборке, при последующих разборках и сборках будет свинчиваться только гайка. Замечено, что шпильки из-за отсутствия головок и концентрации напряжений в местах сопряжения головки со стержнем всегда прочнее винтов тех же размеров при действии динамических и переменных нагрузок.
Гайки служат для соединения скрепляемых с помощью болта или шпильки деталей. Как и головки винтов, гайки могут иметь разнообразную форму. Размеры гаек согласуют с размерами болтов и шпилек.
Назначение шайб, подкладываемых под гайку, головку винта или болта - предохранение поверхностей деталей от задира при затягивании, увеличение опорной поверхности и стопорение.
Кроме стандартных крепежных винтов в машиностроении сравнительно широко применяют специальные винты и гайки. Так для сохранения постоянного расстояния между соединяемыми деталями служат распорные болты. Для соединения машин с фундаментами служат фундаментные болты.
Болты, винты, гайки изготавливают из углеродистых и легированных сталей. Крепежные детали общего применения изготавливаются чаще всего из стали марок Ст3, Ст4, Ст5 без последующей термообработки. Более ответственные детали изготавливаются из сталей 35, 45, 40Х, 40ХН с поверхностной или общей термообработкой. Мелкие винты делают из латуни ЛС59-1, дюралюминия Д1, Д16. Для защиты поверхности крепежных деталей от коррозии, придания им необходимого цвета применяют цинкование, хромирование, кадмирование.
Несмотря на то, что все крепежные резьбы удовлетворяют условию самоторможения, однако при вибрации, тряске, динамических и транспортных воздействиях наблюдаются ослабления резьбовых соединений, поэтому предусматривают их стопорение. Для стопорения резьбовых соединений используют: увеличение трения по поверхности контакта; введение запирающих элементов; пластическое деформирование; постановку винтов на краску, лак, эмаль. Приведем наиболее распространенные способы стопорения. Это использование:
- пружинных или стопорных шайб с внутренними и наружными зубьями по поверхности. Отвертыванию гайки препятствуют острые края концов шайбы, упирающиеся в торец гайки и в прижимаемую деталь;
- специальных разрезных гаек с повышенным трением при стягивании их частей винтом;
- корончатых гаек, закрепленных шплинтом. Шплинт проволока полукруглого поперечного сечения, сложенная вдвое и пропущенная через гайку и болт или только через болт. Концы шплинта разводят (отгибают);
- контргаек вторая гайка, навертываемая поверх основной гайки и создающая в резьбе дополнительную силу трения;
- отгибных шайб различной формы.
Штифтовые соединения
Штифтом называют цилиндрический или конический стержень, плотно вставляемый в отверстие двух соединяемых деталей. Применяют штифты для точного взаимного фиксирования деталей и для соединения деталей, передающих небольшие нагрузки. В зависимости от назначения штифты делят на установочные и крепежные.
По форме различают цилиндрические и конические штифты. По конструкции рабочей части штифты выполняют гладкими и просечными, т.е. с насеченными или выдавленными канавками, что не требует развертывания отверстия и создает надежное соединение, предохраняющее штифт от выпадения в процессе работы.
На рис.10 приведены основные типы штифтов: цилиндрический (а), конический (б), конический разводной (в), цилиндрические, насеченные с конца и посредине (г), трубчатый пружинный (д).
Цилиндрические штифты удерживаются в отверстиях за счет натяга или силы трения. Для предупреждения выпадания цилиндрические штифты должны изготавливаться с большой точностью и высокой чистотой поверхности. Отверстия под крепежные штифты в соединяемых деталях сверлят и развертывают совместно, для чего детали временно скрепляют.
Рис. 10
При многократной разборке и сборке нарушается характер посадки и соответственно точность соединения. Предохранение цилиндрических штифтов от выпадения осуществляют кернением концов штифта (рис.11, а), развальцовкой краев штифта (рис.11, б) или специальными пружинящими предохранительными стандартными кольцами (рис.11, в), изготовляемыми из проволоки.
А б в
Рис.11
Для удешевления соединения применяют насеченные и пружинные трубчатые штифты. Насеченные штифты не требуют точной обработки отверстий и отличаются повышенной прочностью сцепления с материалом детали, но менее точно фиксируют детали. Пружинные трубчатые разрезные штифты обеспечивают прочное соединение деталей, допускают повторные сборки и не требуют высокой точности обработки отверстий. Диаметр отверстия для такого штифта принимают на 15 … 20% меньше наружного диаметра штифта.
Цилиндрические штифты применяются и как установочные (рис.12, а), обеспечивая точное взаиморасположение соединяемых деталей. Для повышения точности необходимо увеличение расстояния между штифтами.
Конические штифты благодаря конусности 1: 50 обеспечивают самоторможение при действии на них поперечных сил. Они допускают многократную постановку их в отверстие при сохранении точности взаимного расположения соединяемых деталей. Изготовление конических штифтов и отверстий под них более сложно по сравнению с цилиндрическими штифтами. Для облегчения удаления штифта отверстие для него делают сквозным. Чтобы предохранить конические штифты от выпадения, применяют штифты с резьбой (рис.12, в), с рассечением на конце (разводные) (рис.12, б), пружинные кольца 4 (рис.12, г).
Рис.12
Штифты изготавливают из сталей 45, А12, У8. При особых условиях работы соединения штифты могут изготавливаться из других материалов.
Достоинства штифтовых соединений заключаются в простате конструкции и технологии изготовления штифтов, в простате сборки и разборки данных соединений.
Главными недостатками штифтовых соединений являются значительное ослабление сечения вала отверстием под штифт и необходимость точной обработки этого отверстия во избежание изгиба штифта или его выпадения, также нежелательна многократная сборкаразборка, т.к. нарушается вид и точность соединения. Поэтому диаметр штифта (d) для вала диаметром (dв) задают из соотношения d (0,2…0,25) dв, а затем при необходимости проверяют на сдвиг (срез).
Шпоночные соединения
Шпоночные соединения служат для передачи вращающего (крутящего) момента от вала к ступице насаженной на него детали (зубчатого колеса, шкива, муфты и др.) или наоборот - от ступицы к валу. Шпоночные соединения осуществляют с помощью вспомогательных деталей - шпонок, устанавливаемых в пазах между валом и ступицей.
Достоинствами шпоночных соединений являются простота, надежность конструкции, невысокая стоимость, удобство сборки и разборки, а недостатками - ослабление вала и ступицы шпоночными пазами, неустойчивость положения шпонки в пазах (выворачивание шпонки) и трудность обеспечения взаимозаменяемости, повышенные требования к точности изготовления, отсутствие фиксации деталей в осевом направлении.
В приборостроении применяют в основном соединения призматическими (рис.13, а), сегментными (рис.13, б) и цилиндрическими (рис.13, в) шпонками. Клиновые шпонки в точных механизмах не применяют. Конструкция и форма шпонки связаны с технологичностью изготовления пазов под шпонку. Пазы на валах фрезеруют, а в ступицах - прорезают протяжками.
Рис.13
Шпонки могут применять в качестве направляющих, обеспечивающих легкое перемещение деталей вдоль вала. Нагрузку у шпонок воспринимают боковые поверхности, которые сопрягаются с пазами по соответствующим посадкам. Призматическую шпонку с валом обычно соединяют по переходной посадке, а со ступицей - по посадке с зазором. Это препятствует перемещению шпонки вдоль вала и компенсирует с помощью зазора неточности размеров, формы и взаимного расположения пазов. Такой характер соединения обеспечивает достаточную точность центрирования вала и ступицы. В радиальном направлении предусматривается зазор.
Призматические шпонки имеют прямоугольное сечение, они могут быть с округленными, плоскими и смешанными торцами. Паз под шпонку на валу делают на глубину около 0,6 от ее высоты, а паз во втулке - на длину всей ступицы. Ширина и высота шпонки определены ГОСТом и выбираются в зависимости от диаметра вала. Размеры высоты и ширины стандартных шпонок подобраны так, что прочность на сдвиг обеспечивается с избытком, и при необходимости проверку шпонок на прочность проводят на деформацию смятия.
Сегментные шпонки требуют более глубоких пазов в валах, что уменьшает их прочность. Их применяют в случае передачи незначительных усилий, работают они как призматические, но более удобны в изготовлении.
Цилиндрические шпонки чаще всего используют для закрепления деталей на конце вала. Отверстие для шпонки обрабатывают в соединяемых деталях (вал и ступица) совместно. Шпонка устанавливается с натягом.
Шпоночные соединения применяют обычно при передаче значительных вращающих моментов при диаметре вала не менее 6 мм. В кинематических передачах и передачах с высоким требованием по точности рекомендуют использовать штифтовые соединения.
Шпонки изготавливают из среднеуглеродистых сталей 40, 45, Ст6.
Шлицевые соединения
Шлицевые соединения служат для передачи значительного вращающего момента между валами и установленными на них деталями.
Шлицевое соединение можно условно представить как многошпоночное, шпонки которого выполнены вместе с валом. С помощью этого соединения можно обеспечить как подвижное (с осевым относительным перемещением), так и неподвижное скрепление деталей. По сравнению со шпоночными шлицевые соединения имеют значительно большую нагрузочную способность, прочность валов, точность центрирования и направления ступиц в подвижных соединениях.
По форме поперечного сечения шлицев различают прямобочные (рис.14, а), эвольвентные (рис.14, б) и треугольные (рис.14, в) шлицевые соединения.
Наибольшее распространение получили прямобочные шлицевые соединения, выполненные с четным числом шлицев (6, 8,10). Число шлицев z должно быть не менее 6 и располагаться они должны симметрично. Центрирование возможно по наружному диаметру D, по внутреннему d и боковым поверхностям. Центрирование по наружному диаметру рекомендуется для неподвижных соединений, по внутреннему диаметру - для подвижных соединений, по боковым граням - при больших передаваемых нагрузках и низкой точности соединения.
Рис.14
Эвольвентное шлицевое соединение (рис.14, б) отличается от прямобочного повышенной точностью центрирования и прочностью. Центрирование осуществляют по боковым сторонам, реже - по наружному диаметру. Число зубьев z также рекомендуют 6.
Соединение с треугольными шлицами (рис.14, в) применяют для неподвижных соединений при небольших нагрузках и тонкостенных конструкциях. Число шлицев z = 20 … 70, углы впадин вала равны 60, 72 и 90. Центрирование осуществляют только по боковым граням.
Профильные соединения
Профильным называется разъемное соединение, у которого ступица насаживается на фасонную поверхность вала. Простейшим таким соединением является соединение вала, имеющего на конце квадратные поперечные сечения с маховичком, рукояткой. Сторону квадрата рекомендуют принимать равной примерно 0,75 диаметра вала.
Рис.15
К профильным соединениям относят соединения вала со ступицей по овальному, например, трехгранному контуру (рис.15, а), соединение на лыске (рис.15, б).
Достоинствами таких соединений являются лучшее по сравнению со шпоночным центрирование и отсутствие концентраторов напряжений, дополнительных крепежных деталей (штифтов, шпонок).
К недостаткам следует отнести сложность и трудоемкость, относительно высокую стоимость изготовления фасонных поверхностей.
Задача
Для вращения вала перистальтического насоса рассчитать одноступенчатый зубчатый механизм с цилиндрическими зубчатыми колесами. Заданы момент = 0,2 Н•м на выходном валу механизма (момент сопротивления) и частота вращения = 320 мин-1 выходного вала зубчатого механизма, а также передаточное отношение механизма i= 3,37. Требуется выполнить расчет геометрических параметров (d, , , h, , , b, а) шестерни и ведомого колеса, определить крутящие моменты на всех валах, окружную силу в зацеплении, коэффициент полезного действия зубчатого зацепления, мощность и частоту вращения электродвигателя. Уточнить тип зубчатой передачи (прямозубая или косозубая) по величине окружной скорости v в зубчатом зацеплении.
Кинематическая схема механизма к задаче приведена на рисунке
Кинематическая схема механизма:
1 электродвигатель; 2 муфта; 3 опора качения; 4 шестерня (ведущее зубчатое колесо); 5 ведомое зубчатое колесо; 6 корпус; I вал электродвигателя; II ведущий вал; III выходной вал.
Рассчитываемый механизм служит для уменьшения скорости вращения электродвигателя в i число раз и состоит из пары находящихся в зацеплении цилиндрических зубчатых колес (шестерни и колеса). Зубчатые колеса устанавливаются на валах, которые поддерживаются в требуемом положении опорами. Каждый вал имеет две опоры (скольжения и качения), закрепленные в корпусе. Быстроходный вал редуктора соединен с валом электродвигателя муфтой. В качестве опор принимаем подшипники качения.
Ориентировочно определим требуемую мощность электродвигателя, приняв предварительно значения КПД:
КПД зубчатой передачи = 0,9;
КПД подшипника качения = 0,99;
КПД муфты = 0,97.
[Вт], (1)
где k коэффициент запаса, учитывающий необходимость преодоления динамических нагрузок в момент разгона, принимаемый равным 1,02 … 1,1;
требуемая мощность на выходном валу, Вт;
коэффициент полезного действия электромеханического привода для выбранной схемы он равен
, (2)
=0,97*0,994 0,9= 0,8386.
Требуемая мощность на выходном валу рассчитывается по формуле:
[Вт], (3)
где момент на выходном валу, Н•м;
угловая скорость выходного вала, рад/с.
Скорость вращения выходного вала в рад/с равна
, (4)
где угловая скорость выходного вала в об/мин.
= (2*3,14*380) /60=39,79 рад/с.
Подставив значения , , в формулу (1) и приняв k =1,1 получим
, (5)
= (1,1*0,2 *39,79) /0,8386=10,44 Вт.
Частота вращения электродвигателя
[об/мин], (6)
где i передаточное отношение механизма.
=380*3,37=1280,6 об/мин.
Из серии двигателей, имеющих скорости вращения 1250, 1280, 1300 об/мин выбираем электродвигатель с n = 1280 об/мин и мощностью Р ?17 Вт.
Выбираем число зубьев шестерни. Так как =17, а рекомендуемое значение числа зубьев шестерни 1830, принимаем =20.
Число зубьев зубчатого колеса определим по формуле
, (7)
=20*3,37=67,4.
Так как колесо должно иметь целое число зубьев, примем =68.
Тогда фактическое передаточное отношение зубчатой передачи
=68/20=3,4.
Относительная погрешность передаточного отношения зубчатой передачи
[%], (8)
= ( (3,373,4) /3,37) *100%=0,89%.
Допустимая погрешность передаточного отношения не должна превышать 3,5%.
Диаметр ведущего вала, т.е. вала шестерни, принимают близким по размеру диаметру вала двигателя. Будем считать, что 3 мм.
Выберем значение модуля m зацепления из стандартного ряда модулей (0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; … мм). Применение малых модулей позволяет уменьшить габариты колес или при сохранении габаритов увеличить плавность передачи за счет увеличения числа зубьев. Примем m = 0,5, чтобы выполнялось условие, при котором диаметр окружности впадин зубьев шестерни был бы больше диаметра ее ступицы, т.е. > 2.
Предполагая прямозубый тип зубчатых колес, определим диаметр делительной окружности колеса (ведомого звена):
[мм], (9)
=0,5*68=34 мм.
Линейная скорость зубчатого колеса в зацеплении
[м/с], (10)
v = (39,79*34) / (2*103) =0,68 м/с.
При линейных скоростях v < 6 м/с принимают тип передачи прямозубая.
У зубчатых колес со стандартной (нормальной) высотой зуба коэффициент головки зуба *= 1, а коэффициент радиального зазора с* зубьев в зацеплении зависит от модуля и равен
с*=0,5 при m ?0,5 мм;
с*=0,35 при 0,5<m<1,0 мм;
с*=0,25 при m ?1,0 мм.
Высота головки зубьев колес
=*•m [мм], (11)
=1*0,5=0,5 мм.
Высота ножки зубьев колес
=m (*+с*) [мм], (12)
=0,5 (1+0,5) =0,75 мм.
Диаметры делительных окружностей зубчатых колес:
шестерни
[мм], (13)
0,5*20=10 мм.
Колеса
[мм], (14) 0,5*68=34 мм.
Диаметры окружностей вершин зубьев колес:
Шестерни
[мм], (15)
=10+2*0,5=11 мм.
Колеса
[мм], (16)
=34+2*0,5=35 мм.
Диаметры окружностей впадин зубьев колес:
Шестерни
[мм], (17)
=102*0,75=8,5 мм.
Колеса
[мм], (18)
=342*0,75=32,5 мм.
Межосевое расстояние а зубчатой передачи
[мм], (19)
а= (10+34) /2=22 мм.
Длина b зуба определяется по формуле
[мм], (20)
где коэффициент ширины b венца колеса по диаметру d
делительной окружности, рекомендуется принимать равным
0,005 … 0,3.
Длина зуба колеса равна
=0,05*34=1,7 мм.
Принимаем =1,5 мм.
Длину зуба шестерни, как более нагруженного звена, определим по формуле
=+ (0,5 …1,0) [мм], (21) =2,5 мм.
Окружное усилие в зацеплении определяется по формуле
[Н], (22)
= (2*0,2*103) /34=11,8 Н.
Уточняем значение КПД зубчатой пары
, (23)
где с коэффициент, учитывающий уменьшение КПД зубчатого зацепления при малых нагрузках;
f коэффициент трения стали по стали (шестерня и зубчатое колесо стальные) равный 0,1;
коэффициент перекрытия пары прямозубых колес, равный 1,5.
Коэффициент, учитывающий уменьшение КПД зубчатого зацепления при малых нагрузках, рассчитывается следующим образом:
с=1 при > 30 Н прямозубая и косозубая передачи;
с= (+2,92) / (+0,174) при < 30 Н прямозубая передача.
с= (11,8+2,92) / (11,8+0,174) =1,23
=1 [3,14*1,23*0,1*1,5 ( (1/20) + (1/68))] *0.5=0,98
Вращающий момент на ведущем валу зубчатого механизма
[Н•м], (24)
=0,2/ (3,4*0,98*0,994) =0,06 Н•м.
Вращающий момент на валу электродвигателя
[Н•м], (25)
=0,06/0,97=0,06 Н•м.
Литература
1. Сурин В.М. Техническая механика: Учебное пособие. - Мн.: БГУИР, 2004. - 292 с.
2. Мовнин М.С., Израелит А.Б., Рубашкин А.Г. Основы технической механики. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние., 1982. 288 с.
3. Техническая механика: Метод. указ. и задания для контр. работы для студ. спец. I39 02 03 "Медицинская электроника" заочной формы обуч. / Сост.В.М. Сурин. - Мн.: БГУИР, 2005. - 22с.
4. Прикладная механика / Под общ. ред.А.Т. Скойбеды. - Мн.: Высш. шк., 1997. - 522 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Зубчатые механизмы, в которых движение между звеньями передается последовательным зацеплением зубьев. Классификация зубчатых передач. Элементы теории зацепления передачи. Геометрический расчет эвольвентных прямозубых передач. Конструкции зубчатых колес.
презентация [462,9 K], добавлен 24.02.2014Виды зубчатых передач. Параметры цилиндрических зубчатых передач внешнего зацепления. Виды разрушения зубьев. Критерии расчета зубчатых передач. Выбор материалов зубчатых колес и способов термообработки. Допускаемые напряжения при пиковых нагрузках.
курс лекций [2,2 M], добавлен 15.04.2011Классификация зубчатых передач по эксплуатационному назначению. Система допусков для цилиндрических зубчатых передач. Методы и средства контроля зубчатых колес и передач. Приборы для контроля цилиндрических зубчатых колес, прикладные методы их применения.
реферат [31,5 K], добавлен 26.11.2009Параметры цилиндрических косозубых колес. Конструкции и материалы зубчатых колес, их размеры и форма. Конические зубчатые передачи и ее геометрический расчет. Конструкция и расчет червячных передач. Основные достоинства и недостатки червячных передач.
реферат [2,0 M], добавлен 18.01.2009Способы соединения деталей и сборочных единиц. Разъемные соединения: подвижные и неподвижные. Достоинства резьбовых соединений. Назначение крепежной, крепежно-уплотнительной и ходовой резьбы. Штифтовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.
реферат [1,7 M], добавлен 17.01.2009Основное применение конических зубчатых колес в передачах между валами, оси которых расположены под углом. Геометрические параметры, силы и передаточное число детали. Компоновочные возможности при разработке сложных зубчатых и комбинированных механизмов.
реферат [3,0 M], добавлен 14.02.2011Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса.
реферат [16,6 K], добавлен 17.01.2012Требования предъявляемые зубьям шестерен. Термическая обработка заготовок. Контроль качества цементованных деталей. Деформация зубчатых колес при термической обработке. Методы и средства контроля зубчатых колес. Поточная толкательная печь для цементации.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.01.2016Расширение технологических возможностей методов обработки зубчатых колес. Методы обработки лезвийным инструментом. Преимущества зубчатых передач - точность параметров, качество рабочих поверхностей зубьев и механических свойств материала зубчатых колес.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.02.2009Конструкция, износ, ремонт и замена зубчатых колес. Методы скоростного ремонта зубчатых передач. Цилиндрическая, винтовая, коническая зубчатая передача. Открытые и закрытые передачи, смазка шестерен редуктора. Методы скоростного ремонта путем замены.
контрольная работа [518,1 K], добавлен 18.11.2009
