WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
im. JAROSŁAWA DĄBROWSKIEGO
PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN
PROJEKT PRZEKŁADNI ZĘBATEJ
Warszawa dn. 14.05.2008
Wykonał: Dariusz Grabowski
Prowadzący: dr inż. Roman Stelmasiak
Grupa: L6S1S1 Ocena końcowa:
Treść projektu
Zaprojektować przekładnię zębatą walcową o zębach skośnych i przełożeniu i = 3.2, która przenosi moment obrotowy T1 = 32 Nm przy prędkości ω1 = 150 rad/s na człon roboczy maszyny. Obciążenie tego członu charakteryzuje się silnymi uderzeniami. Przekładnia powinna pracować przez 6 lat po 4 godzin na dobę (300 dni w roku).
Rozwiązanie
Dane uzupełniające (wg założeń konstruktora)
Przyjęcie współczynnika zastosowania.
Przyjęcie uzębienia skośnego o kącie pochylenia linii zęba β = 10°.
Kąt przyporu w płaszczyźnie normalnej α = 20°.
Materiał obu kół - stal ulepszana cieplnie o dopuszczalnych naprężeniach stykowych
i dopuszczalnych naprężeniach u podstawy zęba
.
Współczynnik rozkładu obciążenia
Względna szerokość przekładni w odniesieniu do średnicy podziałowej zębnika
Przyjęcie liczby zębów
dla
.
Wykonanie w szóstej klasie dokładności.
Obliczenia pomocnicze i dobór współczynników.
Wewnętrzny współczynnik dynamiczny
Określenie zakresu wytrzymałości zmęczeniowej.
Godzinowa trwałość przekładni wynosi:
Liczba cykli N wynosi:
Stąd wynika że przekładnia ma pracować w zakresie nieograniczonej (trwałej) wytrzymałości zmęczeniowej.
Współczynniki rozkładu obciążenia na pary zębów dla naszego przykładu wynoszą:
Współczynnik sprężystości wynosi:
Współczynnik strefy nacisku
Współczynnik kąta pochylenia linii zęba
Współczynnik przyporu przyjmuje się wstępnie jako Zε =1 (wstępnie).
Obliczenie współczynnika przeciążenia
Obliczeniowe momenty obrotowe
na zębniku
na kole dużym
Wstępne obliczenie średnicy podziałowej zębnika
Obliczenie zerowej odległości osi kół
Na tej podstawie przyjmuje się z tablic znormalizowaną wartość odległości osi kół ar = 130 mm.
Obliczanie podstawowych parametrów przekładni
średnice toczne zębnika i koła dużego
moduł czołowy
moduł normalny
przyjmuje się wartość znormalizowaną m = 2 mm
liczba zębów koła dużego wynosi:
średnice podziałowe kół wynoszą:
szerokość wieńca (przy przyjęciu średniej wartości współczynnika
szerokości wieńca dla kół walcowych λ =20) wynosi:
Ustalenie współczynników przesunięcia zarysu zęba
współczynnik rzeczywistego rozstawienia osi ma wartość:
współczynnik pozornego rozstawienia wynosi:
związki między współczynnikami Bp, Br, ap, ar,
zbliżenie się osi kół
zmniejszenie luzu wierzchołkowego:
sumę współczynników przesunięcia zarysu
podział współczynników przesunięcia zarysu zębów
Wymiary kół zębatych:
Obliczenie tocznego kąta przyporu
Obliczenie wskaźnika zazębienia i współczynnika przyporu.
czołowy wskaźnik zazębienia
wskaźnik zazębienia poskokowego
całkowity wskaźnik zazębienia
Wartość współczynnika przyporu
obliczenie współczynnika strefy nacisku
określenie obliczeniowej siły obwodowej
warunek na naprężenia stykowe
więc warunek spełniony.
warunek na naprężenia u podstawy zęba
współczynnik kształtu zęba i korekcji naprężenia
współczynnik przyporu
współczynnik kąta pochylenia zęba
obliczenia modułu normalnego m
Wartość ta jest mniejsza od wcześniej przyjętej, a zatem warunek jest spełniony.
Zestawienie wyników obliczeń wymiarów kół zębatych według
Wielkość |
m |
mt |
ar |
b |
β |
z |
x |
d |
da |
df |
Zębnik |
2 |
2,08 |
130 |
40 |
10º |
30 |
0,312 |
60,93 |
66,17 |
57,17 |
koło |
|
|
|
|
|
96 |
0,0975 |
194,96 |
199,35 |
190,35 |
Obciążenia walów
Wały są jednakowo obciążane składowymi siły międzyzębnej (zasada równości
akcji i reakcji np.
) oraz są obciążone różnymi momentami skręcającymi
(wał 1 przenosi moment
a wał 2 — moment
).
Wartości obciążeń są następujące: