Kartiohammaspyörien napaetäisyyksien arvo. Perustiedot kartiovaihteista ja hammaspyörien parametreista

Kuva 7

Viisteen laskenta hammaspyörät se on tarkoituksenmukaista suorittaa, keskittyen kohdassa 7 annettuihin riippuvuuksiin sylinterimäiset pyörät. Kosketusjännitysten laskeminen on sallittua yksinkertaistetun kaavan mukaan:

missä R on keskimääräinen kartioetäisyys R = Re -0,5b. Re on ulkokartion etäisyys. Kuormituskertoimen KN oletetaan olevan sama kuin hammaspyörien kohdalla, jos tarkkuusaste viisteiset pyörät yksi yksikkö korkeampi kuin sylinterimäinen. T 2 - vääntömomentti pyörässä (N mm); b on hammaspyörän leveys.

Suunnittelulaskenta alkaa määrittämällä pyörän ulkohalkaisija:

Hammaspyörästöille K d = 99, pyörille, joissa on pyöreät hampaat K d = 86.

Taulukko 15

Kaavat hammaspyörien geometrian laskemiseen

Parametrit	Nimitys	Kaava
Pitkä ulkohalkaisija		(3,29)
Ulkoinen kartioetäisyys	Re
Rengaspyörän leveys	b
Keskimääräinen kartioetäisyys	R
Keskipiirin moduuli	m
Keskimääräinen nousuhalkaisija	d
Jakokartion kulma		;
Ulkoisen hampaan korkeus	h e
Pään ulkokorkeus	h ae
Jalkojen ulkokorkeus	hfe
Hampaan pään kulma
Hampaan pedicle-kulma
Hampaiden kärkien ulkohalkaisija	dae

Kaavalla (8.2) saadut arvot d e 2 pyöristetty (mm) GOST 12289-76: 50 mukaisesti; (56); 63; (71); 80; (90); sata; (112); 125; (140); 160; (180); 200; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600.

Arvot ilman sulkuja ovat suositeltavia.

Välityssuhteiden U nimellisarvot tulisi mieluiten pyöristää GOST 12289-76: 1:n mukaisesti; (1,12); 1,25; (1,40); 1,6; (1,8); 2; (2,24); 2,5; (2,8); 3,15; (3,55); 4,0; (4,5); 5,0; (5,6); 6.3.

Arvot ilman sulkuja ovat suositeltavia. Todellinen poikkeama ei saa ylittää 3 %.

Vaihdelaatikoita suunniteltaessa suositellaan käytettäväksi vaihdevanteen leveyden suhdetta.

Kerroin K Hβ alustavasti hyväksytty pyörille, joiden hammaspinnan kovuus HB on alle 350 1,2-1,35; kovuus HB yli 350 1,25 - 1,45 (katso osa 7).

pyörän hampaiden lukumäärä Z 2 \u003d Z 1 U.

Koska hampaiden lukumäärän löydetyt arvot pyöristetään lähimpään kokonaislukuun, on tarpeen selventää suhde U = Z2/Z1 ja kulma δ 2 \u003d kaari tg u.

Ulkoisen piirin moduuli minä pyöristystä ei vaadita.

Kartiohammaspyörän hampaiden taivutusjännitysten kestävyyden tarkistaminen suoritetaan kaavan mukaan:

missä F- kuormituskerroin taivutuksen laskennassa, valittu samalla tavalla kuin sylinterimäisille pyörille. F t- kehävoima, jonka katsotaan kohdistuvan tangentiaalisesti keskimmäiseen nousuympyrään F t \u003d 2T 2 /d 2;

Y F- hampaiden muototekijä (katso kohta 7), joka valitaan vastaavan hampaiden lukumäärän mukaan (kierrehammaspyörät); ξ F ≈ 0,85 on kartiohammaspyörien kantokyvyn vähennyskerroin verrattuna lieriömäisiin hammaspyöriin; m on keskimääräinen laskettu sitoutumismoduuli. Sallittu jännite valitaan samalla tavalla kuin sylinterimäiset vaihteet(katso kohta 7).

Laskelma suoritetaan, kuten sylinterimäisille vaihteille, pyörälle, jonka suhde on pienempi.

Kierukkavaihteiden laskenta

Kierukkavaihteita käytetään tapauksissa, joissa veto- ja vetoakselin geometriset akselit leikkaavat (yleensä suorassa kulmassa). Madon muodon mukaan erotetaan hammaspyörät, joissa on sylinterimäiset ja globoidiset (koverat) matot. Ensimmäiset puolestaan ​​on jaettu hammaspyöriin, joissa on Arkhimedean-, kierre- ja kierremadot. Tässä huomioidaan vain hammaspyörät, joissa on arkhimedealaiset matot (aksiaalisessa leikkauksessa kelan profiili on puolisuunnikkaan muotoinen; loppuosassa käämit ääriviivat arkhimedoksen spiraalilla). Kierukkavaihteet valmistetaan vaihteiston muodossa, harvemmin auki.

välityssuhde matovaihteisto: , missä z2- hampaiden lukumäärä matopyörä; z t- madon kierrosten (käyntien) määrä.

GOST 2144-76 (kierukkavaihteet sylinterimäiset) mukaan tarjotaan kaksi riviä välityssuhteita u sisällä 8-80, suoritetaan klo Z1= 1,2 tai 4 (madot, joissa Z1= 3 eivät sisälly GOST:iin) ja Z2 = 30-80:

1. rivi: 8; 10; 12,5; 16; kaksikymmentä; 25; 31,5; 40; viisikymmentä; 63; 80;

2. rivi: 9; 11,2; neljätoista; kahdeksantoista; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71.

Käännösten määrän kasvaessa Z1 matokelan korkeuskulma kasvaa ja siirtoteho kasvaa. Kertakäynnistysmatojen käyttöä ei suositella, ellei se ole ehdottoman välttämätöntä. On suositeltavaa nimittää: Z1= 4 klo u = 8-; -15, Z1= 2 klo u= 15-; -30 ja Z1= 1 klo u >30.

Joissakin tapauksissa on suositeltavaa suorittaa kaksi voimansiirtolaskelmaa rinnakkain eri määrälle pyöränhampaita ja kierukkakierteitä ja valita sitten saatujen mittojen ja voimansiirron tehokkuuden perusteella paras vaihtoehto. Esimerkiksi milloin u= 16, laskelmat tulee tehdä ottaen Z1 = 2, Z2 = 32 ja Z1 = 4, Z2 = 64(koulutusprojekteissa voit sallia Z 1 = 3 ja Z 2 = 48).

8.5.1. Lähetyksen perusparametrit

Jäljempänä tarkastellaan hammaspyöriä ilman siirtymää Arkhimedeen kierteellä, jonka profiilikulma aksiaalisessa poikkileikkauksessa a = 20 ◦ . Tärkeimmät lähetysparametrit on esitetty taulukossa 16.

Mato. Madon päämittojen merkinnät on esitetty kuvassa. 8. Madon arvioidun nousun välinen suhde R 1, moduuli m ja madon kelan kulku Pz 1 ilmaistaan ​​kaavalla:

Mattoja, joiden leikkaussuunta on vasen, ei saa käyttää ilman erityistä syytä. Madon jakohalkaisija, joka vastaa korjaamattomissa vaihteissa alkuperäisen halkaisijan kanssa, on madon aksiaalisen moduulin kerrannainen:

Missä q = d1/m– madon halkaisijakerroin

Kierukkakäämin jakokulma γ liittyvä z1 Ja q suhde

Venäjän federaation rautatieministeriö

Henkilöstö- ja koulutuslaitosten osasto

Samaran osavaltion rautatieakatemia

Mekaniikan laitos

Kartiovaihteen laskenta

Kurssin metodologiset ohjeet

"Koneiden yksityiskohdat ja suunnittelun perusteet"

Erikoisalan opiskelijoille 150700 - Veturit

150800 - Vaunut

170900 - nosto ja kuljetus,

rakentaminen ja

maantieautot ja

laitteet

181400 - Sähkökuljetus

rautatiet.

Kokoonpano: Tolstonogov A.A.,

Globenko E.V.,

Nazarova N.V.,

Zharkov M.S.

Samara 2004

Ohjeet laskennan ja graafisen työn toteuttamiseen sekä kurssiprojekti tieteenalasta "Koneen osat ja suunnittelun perusteet" erikoisalojen opiskelijoille 150700, 150800, 170900 / Kokoonpannut Tolstonogov A.A., Globenko E.V., Nazarova N.V., Zharkov M. .FROM. Samara, SamGAPS, 2004.- 24 s.

Hyväksyttiin osaston kokouksessa, pöytäkirja nro 3. päivätty 13. lokakuuta 2004

Julkaistu Akatemian toimitus- ja julkaisuneuvoston päätöksellä.

Kokoonpano: Andrey Arlenovich Tolstonogov,

Globenko Jevgeni Viktorovich,

Nazarova Nadezhda Vladimirovna,

Žarkov Mihail Sergeevich.

Arvostelijat: OKM SSAU:n laitoksen apulaisprofessori Vasin V.N.,

Mekaniikan laitoksen professori SamIIT Yankovsky V.V.

Toimittaja: Shimina I.A.

Allekirjoitettu tulostettaviksi 33.33.2002 Muoto 60x84 1,16

Kirjoituspaperi. Tulos uuni l

Levikki 100 kappaletta. Tilausnumero.

© Samaran osavaltion viestintäakatemia, 2004.

1. Kartiohammaspyörän laskentamenetelmä 5

Vaihteen materiaalin valinta 5

Sallittujen jännitysten määrittäminen 5

Hampaiden lukumäärän ja välityssuhteen määrittäminen 6

Pyörän ulkohalkaisijan määrittäminen 7

Vaihteen geometristen parametrien laskenta 8

Kosketinjännitysten tarkistuslaskenta

hampaiden työpinnoilla 9

Voimien määritys kartiovaihteistossa 10

Hampaiden kestävyyden testilaskenta

taivutusjännitysten avulla 10

Kartiohammaspyörä (kuva 2.1) koostuu hammaspyörästä 1, jossa on pienempi määrä hampaita z1 ja pyöristä 2, joissa on suuri määrä hampaita z2, joiden suhteellinen liike voidaan esittää vierimisenä ilman, että ne liukuvat toistensa yli. kartiot (aksoidit). Alkukartioiden ja hampaiden sivupintojen leikkausviivoja kutsutaan hampaiden viivoiksi.

Riisi. 2.1. Kartiovaihteiden tyypit:

a - kannus; b - pyöreällä hampaalla (β n > 0);
c - nollatyyppi (pn = 0); d - hypoidi (pn > 0).

Kannuksissa kartiohammaspyörät hammaslinjat ovat suoria ja jatkaessaan leikkaavat pyörän akselin (kuva 2.1, a).

Kaarevilla hampailla varustettuja kartiohampaita on kolmea tyyppiä:

pyöreillä hampailla, joissa hammaslinjat näyttävät ympyrän kaarelta, jonka kaltevuuskulma on β n\u003e 0 (kuva 11.1, b);

kaarevilla hampailla (Zerol-tyyppi) ja kaltevuuskulmalla β n = 0 (kuva 11.1, c);

hypoidi, jossa hammaspyörän akselin siirtymä E suhteessa pyörän akseliin ja kaltevuuskulma β n> 0 (kuva 11.1.d).

Pyöreähampaisissa kartiohammaspyörissä on vähintään kaksi hammasta samaan aikaan verkossa, mikä takaa jatkuvan kosketuksen, äänettömän ja hampaan muodosta johtuvan tasaisuuden myös suurilla pyörimisnopeuksilla. Samalla lähetetty teho on 30 % suurempi kuin kääntökulmavaihteiden.

Nollapyörät, kuten viistopyörät, toimivat minimaalisilla aksiaalikuormilla. Ne on helppo hioa lämpökäsittelyn jälkeen, mikä saavuttaa suuren tarkkuuden. Siksi Zerol-tyyppisiä pyöriä käytetään nopeissa vaihteistoissa ( < 76 m/s) käytetään lentokoneteollisuudessa. Ne voidaan asentaa myös käyttöihin, joissa on aiemmin käytetty hammaspyöriä.

Hypoidipyörät, jotka johtuvat hampaiden kaltevuuskulman β n kasvusta ja limityskertoimesta, toimivat tasaisemmin ja hiljaisemmin kuin pyörät, joissa on pyöreät hampaat. Niitä käytetään laajalti autoteollisuudessa, koska vaihteiden ja pyörien akselien siirtymän ansiosta ne mahdollistavat matalalle laskettujen autojen korin suunnittelun.

Riisi. 2.2. Kartiohammaspyörän hampaiden perusmuodot:

I - suhteellisesti laskeva; II - kartioiden yläosien siirtymällä; III - yhtä korkea.

GOST 19325-73:n mukaan kartiohammaspyörien aksiaalisessa osassa on kolme hammasmuotoa (kuva 2.2). Muodossa I jakokartioiden ja -onteloiden huiput osuvat kohdakkain ja hampaan varren korkeus pienenee suhteellisesti ulkopäästä sisäpäähän. Muodossa II jakokartioiden ja onteloiden huiput eivät ole yhtenevät, ja muodossa III jakokartioiden, onteloiden ja kärkien generatrix ovat yhdensuuntaiset (yhtä korkeat hampaat).

Yleensä hammaspyörät valmistetaan muodossa I ja harvemmin muodossa II. Kaarevilla hampailla varustetuilla kartiohampailla voi olla mikä tahansa näistä muodoista. Samalla lomakkeella II voit säätää onteloiden leveyttä ja hampaan paksuutta sen pituudella, jos tämä on tarpeen teknisistä syistä tai pyörän hampaiden lujuuden lisäämisvaatimuksen yhteydessä.

Kartiopyörän elementit ja yksittäisen pyörän pääparametrit GOST 19325-73:n mukaan on esitetty kuvassa. 2.3. I-muotoisten kartiohammaspyörien kytkentäkaaviossa jakokartion generatriisi sekä vaihteen l ja pyörän 2 yläosien ja kourujen kartiot suppenevat yhteen pisteeseen O (kuva 2.3, a). Tässä on pyörien akselien risteyskulma (10°< Σ < 180°).

Riisi. 2.3. Kartiovaihteet:

a - sitouttamissuunnitelma; b - aksiaaliosan pääparametrit

Viistepyörän pääparametrit aksiaalisessa osassa ovat (kuva 2.3, b):

perusetäisyys - A;

etäisyys ylhäältä hampaan yläosan ulkokehän tasoon - B;

etäisyys pohjapinnasta hampaan yläosien ulkokehän tasoon - C;

rengasvaihteen leveys - b;

hampaan keskipiste, joka makaa alkuperäisen (jakavan) kartion generaattorilla hampaan pituuden keskellä - m;

kartioetäisyydet, vastaavasti, ulkoinen, sisäinen ja keskiarvo - Re, Ri, Rm;

hampaan yläosien ja kourujen ulkohalkaisijat -d ue, d fe;

ulkoinen jakohalkaisija - d e ;

keskimääräinen jakohalkaisija - d m ;

jakokartiokulma - δ;

kartioiden kulmat, vastaavasti kärjet ja kourut - δ a, δ f;

vastaavasti hampaan pään ja varren kulmat - θ a, θ f;

kaarevan hampaan linjan kaltevuuskulma akseliin nähden normaalileikkauksen pisteessä m - β n ;

ulkohampaan korkeus - h e ;

hammasmoduuli normaalin leikkauksen keskipisteessä - m n \u003d d · m / Z;

pyörän (z 2) ja vaihteen (z 1) välityssuhde - u \u003d z 2 / z 1.

Viistepyörien annetuista pääparametreista voidaan nähdä, että niitä on paljon enemmän kuin sylinterimäisten pyörien parametreja. Lisäksi monilla niistä on muuttuva arvo hampaan pituudella, esimerkiksi hampaan korkeus, ontelon leveys, halkaisijat eri osissa jne. Tämä vaikeuttaa merkittävästi hammaspyörien leikkaustyökalujen laskentamenetelmiä ja hammaspyörien leikkaustoimintojen määrittämistä.

Laske yksivaiheisen yleisvaihteiston kartiohammaspyörä, jos vaihteen välittämä teho on P 1 \u003d 5 kW; vaihteen kulmanopeus ω 1 \u003d 105 rad/s (n 1 \u003d 1000 min -1); pyörän nopeus ω 2 \u003d 34 rad/s (n 2 \u003d 325 min -1). Vaihteiston kuormitus on vakio. Käyttöikä 15 000 h.

Ratkaisu.

Siirtoa varten tarjoamme involuutiokytkennän ilman siirtymää. Koordinoimme pääparametrit GOST 12289-76:n kanssa. Määritämme hammaspyörille saman materiaalin, lämpökäsittelyn ja tarkkuusasteen kuin lieriömäisen hammaspyörän laskentaesimerkissä.

Välityssuhde (välityssuhde) kaavan mukaan

Hyväksy standardin GOST 12289-76 mukaisesti u = 3,15.

Laske hammaspyörän hampaiden kosketuslujuus. Määritä vaihteen alkuperäinen keskimääräinen halkaisija dwm1 kaavan mukaan



Tätä varten laskemme tähän kaavaan sisältyvien määrien arvot. Vaihteen välittämä vääntömomentti:



Kerroin ψbd = 0,4. klo ψbd = 0,4 ja hampaiden pinnan kovuus HB460(katso esimerkki lieriömäisen hammaspyörän laskemisesta) käyrän 1a mukaan kerroin K Hβ = 1,4.

Hampaiden pintojen kosketuskestävyyden raja σ H lim b = 1014 MPa(katso esimerkki). Turvallisuus tekijä s H = 1,1; kerroin ZR = 0,95; kerroin Z v = 1. Stressijaksojen perusmäärä N H0 \u003d 70 × 10 6. Vastaava rasitusjaksojen lukumäärä vaihteelle kaavan mukaan

Asenteen vuoksi N HE /N H0 \u003d 900 × 10 6 / (70 × 10 6)≈11 käyrän mukaan (kuva 1) kestävyyskerroin K HL =0,9

.

Riisi. yksi

Sallittu kosketusjännitys kaavan mukaan

Vaihteen keskimääräinen halkaisija d m1 = d wm1 = 76 mm. Suoritetaan hampaiden todentamislaskenta taivutusta varten kaavan mukaan



Lasketaan alustavasti tähän kaavaan sisältyvien määrien arvot. Laskemme taivutuksen hampaat vaihteen mukaan, koska sen hampaat pohjassa ovat ohuempia kuin pyörän hampaat.

Hammaspyörän hampaiden lukumäärä z1 = 20. Pyörän hampaiden lukumäärä kaavan mukaan

Keskimääräinen hammasmoduuli kaavan mukaan

Hammaspyörän jakokartioiden kaltevuuskulmat δ1 ja pyörät δ2 kaavan mukaan

Näin ollen δ 1 \u003d 17 ° 40 ′ Ja δ 2 \u003d 72 ° 20 ′. Hammaspyörän vanteen leveys kaavan mukaan

Hammasmoduuli m(ulompi kehäjako) kaavalla



GOST 9563-60 (ST SEV 310-76) mukaan hyväksymme m = 4 mm Keskimmäinen moduuli

Alkuperäinen keskimääräinen vaihteen halkaisija kaavan mukaan

Siirtonopeus kaavan mukaan

Vastaava hammaspyörän hampaiden lukumäärä kaavan mukaan

Riisi. 2

Kaavion (kuva 2) mukaan hampaiden muodon kerroin YF = 4. Hampaiden pinnan kovuus HB460 Ja ψbd = 0,4 kaavion 1a (kuva 3) mukaan KFp = 1,7; dynaaminen kuormituskerroin K Fv = 1,1(Katso taulukko). Kerroin ψ m kaavan mukaan

Riisi. 3

Määritetään hammaspyörän hampaiden sallittu taivutusjännitys [σF] kaavan mukaan



Tätä varten laskemme tähän kaavaan sisältyvien määrien arvot. Hampaiden kestävyysraja taivutuksessa σ Flim b =580 MPa(katso taulukko); turvallisuus tekijä s F = 1,7; kerroin KFc=1; stressijaksojen perusmäärä N F0 = 4 × 10 6. Vastaava määrä stressijaksoja N FE \u003d N HE \u003d 900 × l0 6. Koska N F0 = 900 × 10 6 > N F0 = 4 × 10 6, sitten kestävyystekijä KFL=1.

Hammaspyörän hampaiden sallittu taivutusjännitys kaavan mukaan

Tehdään hammaspyörän hampaiden tarkastuslaskelma taivutusta varten kaavan mukaan

Siksi voimansiirron hampaat ovat melko vahvoja taivutukseen.

Vaihteen ulkohalkaisijat d e1 ja pyörät d e2 kaavan mukaan

GOST 12289-76:n mukaan lähin standardiarvo d e2 = 250 mm ja siten d e2 = 252 mm vastaa GOSTia.

Kruunun hampaiden leveys GOST:n mukaan b = 38 mm.

Määritä hampaiden koko. GOST 13754-81 (ST SEV 516-77) hampaiden pään korkeuskertoimen mukaan h•a=1 ja hampaiden säteittäisen välyksen kerroin c • =0,2.

Hampaiden pään korkeus

Hampaan juuren korkeus

Hampaiden korkeus

Topien ulkohalkaisija dae ja reiän halkaisija dfe kaavojen mukaan:
varusteita varten


pyörää varten

Venäjän federaation rautatieministeriö

Henkilöstö- ja koulutuslaitosten osasto

Samaran osavaltion rautatieakatemia

Mekaniikan laitos

Kartiovaihteen laskenta

Kurssin metodologiset ohjeet

"Koneiden yksityiskohdat ja suunnittelun perusteet"

Erikoisalan opiskelijoille 150700 - Veturit

150800 - Vaunut

170900 - nosto ja kuljetus,

rakentaminen ja

maantieautot ja

laitteet

181400 - Sähkökuljetus

rautatiet.

Kokoonpano: Tolstonogov A.A.,

Globenko E.V.,

Nazarova N.V.,

Zharkov M.S.

Samara 2004

Ohjeet laskennan ja graafisen työn toteuttamiseen sekä kurssiprojekti tieteenalasta "Koneen osat ja suunnittelun perusteet" erikoisalojen opiskelijoille 150700, 150800, 170900 / Kokoonpannut Tolstonogov A.A., Globenko E.V., Nazarova N.V., Zharkov M. .FROM. Samara, SamGAPS, 2004.- 24 s.

Hyväksyttiin osaston kokouksessa, pöytäkirja nro 3. päivätty 13. lokakuuta 2004

Julkaistu Akatemian toimitus- ja julkaisuneuvoston päätöksellä.

Kokoonpano: Andrey Arlenovich Tolstonogov,

Globenko Jevgeni Viktorovich,

Nazarova Nadezhda Vladimirovna,

Žarkov Mihail Sergeevich.

Arvostelijat: OKM SSAU:n laitoksen apulaisprofessori Vasin V.N.,

Mekaniikan laitoksen professori SamIIT Yankovsky V.V.

Toimittaja: Shimina I.A.

Allekirjoitettu tulostettaviksi 33.33.2002 Muoto 60x84 1,16

Kirjoituspaperi. Tulos uuni l

Levikki 100 kappaletta. Tilausnumero.

© Samaran osavaltion viestintäakatemia, 2004.

1. Kartiohammaspyörän laskentamenetelmä 5

Vaihteen materiaalin valinta 5

Sallittujen jännitysten määrittäminen 5

Hampaiden lukumäärän ja välityssuhteen määrittäminen 6

Pyörän ulkohalkaisijan määrittäminen 7

Vaihteen geometristen parametrien laskenta 8

Kosketinjännitysten tarkistuslaskenta

hampaiden työpinnoilla 9

Voimien määritys kartiovaihteistossa 10

Hampaiden kestävyyden testilaskenta

taivutusjännitysten avulla 10