ЗМІСТ
Завдання………………………………………………………………….…………… 2
1. Вступ……………………………..……………………………………………. 3
2. Проектний розрахунок на витривалість зубців при згині…………………...3
2.1. Розрахунок допустимого напруження на згин …………………………... 4
2.2. Визначення геометричних розмірів зубчастих коліс……………....................5
2.3. Сили , що діють в зачепленні передачі……….…………….............................. 6
2.4. Основні параметри зубчастого зачеплення циліндричної передачі ………… 7
2.5.Перевірний розрахунок на контактну міцність активних поверхонь зубів.................................................................................................................................. 8
3. Розрахунок валу на статичну міцність та втому……………………….…….10
3.1. Розрахунок напружень у небезпечному перерізі………………………………12
4. Розрахунок підшибників кочення……………………………………………. 13
Література……………………………………………………………………………… 15
Вихідні дані:
Потужність , Вт – 15
Число обертів , - 80
Передавальне число і – 5
Перевантаження % - 250
Ступінь точності передачі – 7
Кут нахилу зубця косозубої передачі -
Тривалість роботи передачі, год – 3000
Обсяг завдання
Пояснювальна записка
Вибір матеріалів коліс;
Визначення модуля зачеплення передачі з умови міцності;
Визначення ККД;
Перевірка модуля за контактними напруженостями;
Визначення геометричних розмірів передачі;
Визначення зусиль, діючих на вали та опори;
Розрахунок та конструювання валів;
Вибір підшибників кочення за ДСТ.
Графічна частина
Виконати робочі креслення веденного колеса та валів.
1.Вступ
Як матеріал для колеса вибираю сталь У8А (термообробка - об’ємне гартування і твердісь – 330 НВ); а для шестерні – сталь 45 (термообробка – нормалізація, твердість – 180 НВ).
Кількість зубців колеса:

Кутова швидкість ведучого вала:
(рад/с);
Кутова швидкість веденого вала:
(рад/с);
Крутний момент, який передається колесом:

Приймаю коефіцієнт . Тоді знаходжу

Проектний розрахунок на витривалість зубців при згині
Визначаю орієнтовне значення модуля (мм) при заданному параметрі за формулою:

де - допоміжний коефіцієнт:

Виходячи з таблиць:
Коефіцієнт нахилу зубців - ;
Коефіцієнт перекриття зубців - ;
Коефіцієнт розподілу навантаження між зубцями - ;
Коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження за шириною вінця зубчастого колеса - ;
Щоб визначити визначити коефіцієнт динамічності навантаження спочатку розраховую колову швидкість за формулою –

Отже коефіцієнт динамічності - ;
Коефіцієнт форми зубця , який вибирається з таблиці залежно від еквівалентної кількості зубців


2.1.Розрахунок допустимого напруження на згин визначається за формулою:
, де
- границя витривалості при згині для базової кількості циклів навантаження і визначається за формулою:
;
а коефіцієнт безпеки - ;
Для визначення необхідно знайти еквівалентну кількість циклів навантажень , яка відповідає робочій кількості циклів передачі з постійним режимом навантаження:
,
де с – кількість зубчастих коліс, які одночасно знаходяться в зачепленні з колесом, що розраховуються;
n – частота обертання колеса, яке розраховується;
t – тривалість роботи передачі під навантаження за розрахунковий час роботи:

Базова кількість циклів - .
Отже коефіцієнт довговічності :

Якщо
.
Тоді
Отже модуль буде

Згідно стандартного ряду
2.2.Визначення геометричних розмірів зубчастих коліс
Діаметри початкових кіл:

Висота головки зубця:

Висота ніжки зубця:

Повна висота зубця:

Діаметри кіл виступів:

Діаметри кіл западин:

Міжосьова відстань передачі:

Ширина зубчастого вінця:

2.3. Сили, що діють в зачепленні передачі.
Колова сила:

Радіальна сила:

Осьова сила:
.
2.4.Основні параметри зубчастого зачеплення циліндричної передачі
Найменування параметра і одиниці вимірювання
Позначення параметра і його значення

Потужність на вхідному валі,Вт


Кутова швидкість вала, рад/с:
ведучого
веденого



Номінальний момент на валі, Нм:
ведучого
веденого



Матеріал:
шестерні
колеса

У8А, об’ємне гартування
45, нормалізайія

Тип передачі
Зубчаста

Міжосьова відстань, мм


Ступінь точності передачі
7

Кількість зубців:
шестерні
колеса



Модуль нормальний, мм
m=0.8

Кут нахилу зубців, град


Напрям зубців
Косозубий

Ділильний діаметр, мм:
шестерні
колеса



Ширина вінця шестерні, мм


Ширина вінця колеса, мм


Сили в зачепленні, Н:
колова
радіальна
осьова




2.5.Перевірний розрахунок на контактну міцність активних поверхонь зубів
Цей розрахунок проводиться за формулою:
,
Де і - розрахункове та допустиме значення контактних напружень, МПа;
- крутні моменти на шестерні та колесі, Нм;
- ділильний діаметр шестерні та ширина зубчастого вінця, мм;
і – передаточне число передачі;
- коефіцієнт, що враховує властивості матеріалів спряжень зубців шестерні і колеса (пружня стала);
- коефіцієнт форми спряжень поверхонь зубців в полюсі зачеплення:
;
- коефіцієнт сумарної довжини контактної лінії спряжень зубців:

- коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження між зубцями в косозубій передачі;
- коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження за довжиною контактних ліній внаслідок похибок в зачепленні і деформації зубців;
- коефіцієнт динамічного навантаження,що виникає в зачепленні.
Отже, розрахункове значення контактних напружень :

Як допустиме контактне напруження приймають менше значення з двох отриманих за залежностями:

де - границя контактної витривалості поверхонь зубців, яка відпопідає базовій кількості циклів навантаження :

- коефіцієнт безпеки;
- коефіцієнт довговічності:




Висновок: розрахунок проведено правильно.
3.Розрахунок валу на статичну міцність та втому

Визначаю :

Приймаю діаметри вала:


Підшипники кулькові радіальні однорядні
позначення
d,мм
D,мм
B,мм
C,мм
,мм

6008
8
24
7
3840
1630

Одностороння маточина:

Зовнішній діаметр маточини:

Штифтове кріплення:
b=3мм
t=1.8мм
Визначаю реакції опор вала:

Згинальні моменти в XOZ:

Згинальні моменти в XOY:

Сумарний згинальний момент:

3.1.Розрахунок напружень у небезпечному перерізі



Висновок: вал розраховано правильно.
4.Розрахунок підшибників кочення
Визначаю осьові та радіальні навантаження підшибників з умов рівноваги сил:

Призначаю тип підшибника:
кульковий радіально-опорний
Підшибники вибирають за найбільшим навантаженням, яке в данному випадку сприймається лівою опорою. Цю опору роблю нерухомою, для того, щоб вона сприймала осьові сили. За діаметром вала під підшибник d=8мм приймаю за каталогом підшибник №6008, однорядний радіально-опорний особливо легкої серії. Зовнішній діаметр D=24мм, ширина B=7мм, динамічна вантажність С=3840 H, статична вантажність =1630 H. Виконую перевірний розрахунок підшибника.
Відповідно до ГОСТ приймаю такі значення параметрів: V=1, оскільки обертається внутрішнє кільце підшибника, а зовнішнє нерухоме; - умови роботи звичайні; - робоча температура не перевищує . Значення параметрів X, Y залежить від параметра е; розраховую його значення за формулою:

Відношення , отже, , а .
Визначаю розрахункові значення динамічног навантаження :

Визначаю довговічність підшибника за формулою:

Висновок:
оскільки , то прийнятий підшибник №6008 нормально працюватиме протягом заданного терміну служби.
Література
Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и вичислительних систем: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – М.:Висш. шк., 1991. – 480 с.
Артоболевский И.М. Терия механизмов и машин. – М.: Наука. 1988.
Соломахо В.Л. и др. Справ очник конструктора-приборостроителя. Детали и механізми приборов. – М.: Висш. шк., 1990. – 440 с.
Підшипники качения: Справочник-каталог/Под. ред.. В.Н. Нарашкина и Р.В. Коросташевского – М.: Машиностроение, 1984. – 280 с.