Машиностроительное конструирование Начертательная геометрия Требования к чертежам деталей Выполнение рабочих чертежей деталей

Машиностроительное конструирование

РАСЧЕТ ВОЛНОВОЙ ГУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Проектировочный расчет начинают с определения чисел зубьев колес, порядок которого для различных схем передач изложен ниже. Далее рассчитывают передачу на прочность и долговечность.

Волновые зубчатые передачи обычно выходят из строя из-за износа рабочих поверхностей зубьев или усталостной поломки шбкого колеса. В передачах с кулачковыми генераторами и гибкими подшипниками причинами выхода из строя могут быть усталостные поломки колец подшипника, сепаратора или усталостное выкрашивание поверхностей беговых дорожек-колец и тел качения.

В передачах с роликовыми и дисковыми генераторами следует проверять долговечность подшипников качения роликов или дисков.

Предварительные значения параметров стального гибкого колеса определяют по эмпирическим формулам:

делительный диаметр, мм

где Т2 —вращающий момент на ведомом валу, Н×мм;

толщина гибкого колеса под зубьями, мм, из условия его изгибной прочности

внутренний диаметр гибкого колеса, мм

 

где m¢ и z2¢ - предварительные значения модуля и числа зубьев гибкого колеса

 

Формула (6.14) выведена с учетом большого коэффициента смещения производящего контура, порядка 3 и выше.

В случае применения кулачкового генератора с гибким подшипником значение D¢ уточняется после выбора подшипников.

Наружный диаметр кольца гибкого подшипника выбирают из условия обеспеченности заданой долговечности [14]

где Т2 – вращающий момент на гибком колесе, Н . мм; Lh – заданная долговеч-

ность, ч; nh — частота вращения генератора, об/мин; п2 — частота вращения ведомого колеса, об /мин.

При окончательном выборе внутреннего диаметра гибкого колеса принимают D ³ D'.

По полученному значению внутреннего диаметра гибкого колеса (равному диаметру наружного кольца гибкого подшипника) уточняют значение модуля передачи

Окончательно выбирают ближайшее значение по ГОСТ 9563 — 60*. Число зубьев гибкого колеса, соответствующее принятым значениям т и D,

Принимают ближайшее меньшее четное значение.

Окончательное число зубьев жесткого колеса

z1 = z2 + knw (6.17)

Далее уточняют передаточное отношение и определяют отклонение его от заданного. Оно должно быть в пределах допускаемого.

Определение коэффициентов смещения производящего контура. Для устранения интерференции зубьев гибкого и жесткого колес их нарезают со смещением зуборезного инструмента (производящего контура): коэффициент смещения

 

для гибкого колеса

х2 = 3 + 0,01 z2

для жесткого колеса

х1 = х2 – 1 + kw (1 + 5 . 10-5 kw z2),

где kw – коэффициент радиальной деформации гибкого колеса, w –

максимальная радиальная деформация гибкого колеса в рассматриваемом сечении, kw = 1¸1,2.

Размеры колес. Диаметр делительной окружности гибкого колеса

d2 = mz2 .

Диаметр окружности вершин зубьев гибкого колеса

 

dа2 = d2 + 2 (х2 + KF ) m,

где KF – коэффициент головки зуба гибкого колеса.

Диаметр окружности впадин зубьев гибкого колеса

df 2 = d2 + 2 (х2 – ha0* - с*) т, (6.20)

где ha0* - коэффициент высоты головки производящего контура; с* - коэффициент радиального зазора производящего контура [14].

Ширина зубчатого венна гибкого колеса

Диаметр делительной окружности жесткого колеса

Диамегр окружности вершин зубьев жесткого колеса

 

Диаметр впадин зубьев жесткого колеса

Высота зубьев

где ао — межосевое расстояние в станочном зацеплении; da0 — диаметр окружности вершин зубьев долбяка.

КПД передачи. Ориентировочные значения КПД и формулы для его определения приведены в табл. 6.1.

Проверочный расчет на прочность гибкого колеса. Проверка коэффициента запаса по нормальным напряжениям:

где s-1 – предел выносливости материала гибкого колеса при симметричном цикле изгиба; ks - коэффициент, учитывающий отличие теоретических коэф-

фициентов концентрации от эффективных;

Значения коэффициента Аs в зависимости от числа зубьев гибкого колеса z2:

z2 …………… 150 200 300 400 500 600

Аs , МПа……. 56,5 57,2 55,5 50,8 45 38,5

6.2. Значения коэффициентов kt , bs и bt для фрезерованных зубьев в зависимости от предела прочности материала гибкого колеса

Коэффициент

sв , МПА

700

800

900

1000

1200

kt

1,49

1,52

1,55

1,58

1,60

bs ; bt

0,88

0,85

0,82

0,78

0,72

es - коэффициент, учитывающий диаметр колеса; ориентировочно принимают es = 1,0; bs — коэффициент, учитывающий состояние поверхности. Значения bs см. в табл. 6.2; sа — амплитуда цикла нормальных напряжений,

Местные напряжения изгиба зубьев, МПа

коэффициент m учитывает снижение неравномерности распределения давления по длине зубьев вследствие износа и деформации гибкого колеса, m = 0,5¸0,6; значения коэффициента формы зуба Y2 см. в табл. 6.3; Т2 — вращающий момент

6.3. Значения коэффициента YF в зависимости от числа зубьев

и коэффициента радиального зазора

Число зубьев z2 гибкого колеса

с* = 0,25

с* = 0,35

с* = 0,50

150

200

300

400

500

600

1,35

1,39

1,44

1,50

1,54

1,57

1,38

1,42

1,48

1,52

1,57

1,61

1,46

1,46

1,54

1,60

1,63

1,67

 

на гибком колесе, Н . мм; a —угол зацепления, d2 – диаметр

делительной окружности гибкого колеса, мм;  КL — относительная длина гибкой оболочки, Е - модуль упругости. Для стали Е=2,1 . 105,

МПа; h - толщина стенки гибкого колеса под зубьями, мм,

 

где hа* — коэффициент высоты головки исходного контура hа*=1); с* — коэффициент радиального зазора исходного контура (с* = 0,25); r — радиус кривизны срединной поверхности недеформированного гибкого колеса, r = 0,5(D + h); sm — среднее напряжение цикла нормальных напряжений, МПа,

Проверка  коэффициента запаса по касательным напря­жениям

где t-1 — предел выносливости материала гибкого колеса при симметричном цикле кручения; kt — коэффициент концентрации напряжений. Значения kt см. в табл. 6.2; tа — амплитуда цик­лов касательных напряжений,

здесь Rt — коэффициент асимметрии цикла касательных напря­жений. При реверсивной нагрузке Rt = -1, при нереверсивной Rt = 0; h0 и r0 — толщина стенки и радиус кривизны сре­динной поверхности гибкого колеса в гладкой части, h0 » 0,6h ; r0 = 0,5 (D + h0); et — коэффициент, учитывающий диаметр колеса.

Значения et в зависимости от наружного диаметра гибкого колеса, примыкающего к венцу (dн = D + 2 h0 ):

dн мм ……… 40 60 80 100 150 400

et ………….. 0,75 0,70 0,66 0,62 0,60 0,58

bt - коэффициент, учитывающий состояние поверхности. Значения bt см. в табл. 6.2; tт – среднее напряжение цикла касательных напряжений,

Допускаемые коэффициенты запаса: по нормальным напря­жениям [Ss] = 1,5¸1,8; по касательным напряжениям [St] = 1,5¸1,8.


На главную