- •Т.М. Кокина, п.Д. Павленко, а.П. Павленко, в.Н. Никишин детали машин в примерах и задачах Учебное пособие
- •Содержание
- •Глава I. Основы выбора допускаемых напряжений и коэффициентов безопасности
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Допускаемые напряжения
- •Допускаемые напряжения для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии
- •Механические свойства и допускаемые напряжения углеродистых качественных конструкционных сталей
- •1.3. Коэффициент безопасности
- •2.Соединения
- •2.1. Сварные соединения. Основные расчетные формулы
- •2.1.1 Расчет сварных соединений, выполненных стыковым швом.
- •2.1.2 Расчет сварных нахлесточных соединений.
- •2.1.3 Расчет пробочных и проплавных соединений.
- •2.1.4 Расчет тавровых соединений.
- •2.1.5 Расчет соединений, выполненных контактной сваркой.
- •2.2 Расчет соединений, включающих группу болтов
- •Глава 3 Расчет передач
- •3.1. Подбор клиноремённой передачи (алгоритм подбора)
- •Проверка ремня на долговечность.
- •3.2. Кинематические и силовые расчёты. Выбор электродвигателя.
- •Выбор электродвигателя
- •Пример кинематического и силового расчетов
- •Глава 4. Расчет на прочность зубчатых передач
- •4,1 Расчёт зубьев на контактную прочность (основные расчётные зависимости).
- •Основные расчетные зависимости при расчёте зубьев на прочность при изгибе
- •2.4. Нагрузочная способность зуба при изгибе. Нагрузочная способность зуба при изгибе при выполнении условий любого критерия.
- •4,2.1 Проектировочный расчёт на контактную выносливость
- •4.2.2. Расчёт на выносливость зубьев при изгибе
- •4.2.4 Расчёт на прочность при изгибе
- •Глава 5. Примеры расчета цилиндрических зубчатых передач
- •5.1 Расчет косозубой зубчатой передачи.
- •5.2 Расчет цилиндрической прямозубой передачи
- •5.1. Выбор материала, определение допускаемых напряжений.
- •5.2. Проектировочный расчет на контактную выносливость.
- •5.2.1 Геометрический расчет.
- •5.2.3 Проверочный расчет зубьев на изгибную выносливость
- •5.3 Подбор чисел зубьев в планетарной передаче.
- •Глава 6. Расчет червячных передач
- •6.1 Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
- •6.2. Проектировочный расчет передачи
- •6.3 Проверочный расчет передачи на прочность.
- •6.4. Тепловой расчет.
- •Глава 7 расчет цепных передач
- •7.1 Критерий работоспособности цепных передач. Подбор цепей по несущей способности, особенности эксплуатации
- •7.2. Расчет приводных втулочных и роликовых цепей
- •7.3. Порядок расчета приводных втулочных и роликовых цепей
- •7.4 Пример расчета цепной передачи
- •Глава 8. Подбор подшипников качения
- •8.1 Подбор подшипников по статической грузоподъемности
- •8.2. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности
- •8.3 Определение эквивалентной динамической нагрузки
- •8.4 Особенности выбора радиальных подшипников
- •8.5. Особенности выбора радиально-упорных подшипников
- •Определение осевых составляющих от действия радиальных нагрузок радиально-упорных шариковых подшипников
- •8.6. Пример подбора подшипников на заданный ресурс для двухступенчатого зубчатого редуктора
- •9.Расчет валов на выносливость
- •9.1 Проверочный расчет валов на выносливость на примере червячно-цилиндрического редуктора
- •9.1.1 Расчет промежуточного вала
- •3. Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси y в характерных точках сечения а, b, с1, с2, d.
- •9.1.2 Расчет промежуточного вала
- •Определим величину изгибающих моментов в характерных сечениях а, b, с, d.
- •Крутящий момент в сечениях вала.
- •Проверочный расчет валов на прочность.
- •Глава10. Расчет и выбор муфт
- •10.1 Классификация муфт, их назначение
- •Предохранительная кулачковая муфта
- •Муфта с предохранителем
- •10.2 Подбор муфты
- •Расчёт предохранительного устройства
- •Глава11. Расчет коробки скоростей:
- •11.1. Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя
- •1.2. Уточнение передаточных чисел привода
- •1.3. Определение вращающих моментов на валах коробки (1-я скорость)
- •11.2. Расчёт косозубой цилиндрической передачи (быстроходная ступень, 1-я скорость)
- •11.2.1. Выбор твёрдости, термообработки и материала колёс
- •2.2. Определение допускаемых контактных напряжений и
- •11.2.3. Проектный расчёт
- •11.2.4. Проверочный расчёт
- •11.3. Расчёт косозубой цилиндрической передачи (быстроходная ступень, 2-я скорость)
- •11.3.1. Выбор твёрдости, термообработки и материала колёс
- •3.2. Определение допускаемых контактных напряжений и
- •3.3. Проектный расчёт
- •11.3.4. Проверочный расчёт
- •11.4. Расчёт косозубой цилиндрической передачи (тихоходная ступень) Пример расчета. Выбор твёрдости, термообработки и материала колёс
- •Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба для зубьев шестерни и колеса
- •Проектный расчёт
- •Проверочный расчёт
- •Литература
Пример кинематического и силового расчетов
Исходя из формулы (4.2), передаточное число редуктора равно:
Примем передаточное число ременной передачи равной:
Uр =2
Тогда передаточное число редуктора равно:
Uред = = Uпр /Uр =25.26:2=12,63
Производим разбивку передаточного числа по ступеням по формуле:
Uред. = Uт ∙ Uб ,
где Uт – передаточное число тихоходной ступени
Uб – передаточное число быстроходной ступени
Uт = 0,88 ∙= 3.13
Принимаем Uб = 5,5, при этом процент отклонения от требуемой линейной скорости равен:
Что вполне допустимо.
Частоты вращения на валах 1,2,3 вычисляются по формулам:
Крутящие моменты на валах равны:
,
где -угловая скорость вала барабана
Глава 4. Расчет на прочность зубчатых передач
4,1 Расчёт зубьев на контактную прочность (основные расчётные зависимости).
Контактное напряжение в полюсе зацепления.
где Н0 - контактное напряжение без учёта дополнительных нагрузок.
КН – коэффициент нагрузки
КН = КНА КНβ КНυ КН
ZE – Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов, сопряжённых зубчатых колёс.
ZН – Коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей зубьев в полюсе зацепления.
Z – Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.
Z – Коэффициент, учитывающий наклон зуба.
Ft – Окружная сила на делительном цилиндре в торцовом сечении.
b – рабочая ширина венца зубчатой передачи.
u – передаточное число.
КНU – коэффициент учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку.
КН – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий.
КН – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями.
Допускаемое напряжение НР не вызывающее опасной контактной усталости материала.
Н lim – предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов напряжений.
SН min – минимальный коэффициент запаса прочности.
ZL – Коэффициент, учитывающий влияние вязкости смазки.
ZN – Коэффициент долговечности.
ZR – Коэффициент, учитывающий влияние исходной шероховатости сопряжённых поверхностей зубьев.
ZU – Коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости.
ZX – Коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса.
1.3. Допускаемое предельное контактное напряжение Н lim не вызывающее остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя.
НSmin – предельное контактное напряжение при действии максимальной, в частности, ударной нагрузки.
SНSmin – минимальный коэффициент запаса прочности при расчёте по максимальным контактным нагрузкам.
Нагрузочная способность поверхностей зубьев. Нагрузочная способность поверхностей зубьев обеспечивается при выполнении условий любого критерия.
КРИТЕРИИ |
УСЛОВИЯ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ |
НАПРЯЖЕНИЕ |
H HP Hmax HP max |
БЕЗОПАСНОСТЬ |
SH SHmin SHSt SHSt min |
РЕСУРС |
NL NK Hmax HP max |
ВЕРОЯТНОСТЬ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ |
PH (NL NK ) PHmin PHSt (FSt Hmax) > PHSt min |
ПРИМЕЧАНИЕ: SH - расчётный коэффициент запаса прочности для предотвращения опасной контактной усталости.
SHSt – расчётный коэффициент запаса прочности для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя при максимальной нагрузке.
Hmax – максимальное контактное напряжение за весь срок службы.
NK – число циклов напряжений в соответствии с заданным сроком службы.
NL – число циклов напряжений в соответствии с рассчитанным сроком службы.
PH – вероятность безотказной работы в течение заданного срока службы.
PHSt – вероятность безотказной работы при расчёте по максимальным нагрузкам.