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
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.
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:
.
1.1 Выбор материала зубчатых колес, назначение упрочняющей обработки и определение допускаемых напряжений
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.
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:
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.
Вращающий момент:
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.
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.
(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
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 |
|