Материалы и допускаемые напряжения для ЧП

Червяки из стали с термообработкой:

- закалка до HRC 45 (Ст40, 45,50, 40Х, 40ХН и др.);

- цементация (шлифованные) (Ст15Х, 20Х, 18ХГ и др.).

Материалы червячных колёс зависят от скорости скольжения:

;

и делятся на 3 группы:

1-я группа – оловянистые (никелево-фосфористые) бронзы

 при

Бр ОНФ 10-1-1;    

– коэффициент износа от ;

2ая группа – безоловянистые (алюминиево-железные) бронзы при =2…5 м/с;

Бр АЖ 9-4; ;

3ья группа – чугуны.

СЧ15, СЧ18;

Межосевое расстояние червячной передачи

где  – крутящий момент на валу червячного колеса;

– коэффициент нагрузки.

Округлить до стандартного “  ”.

Модуль зацепления.

Коэффициент диаметра червяка (конструктивный параметр):

Округлить до целого и по таблицам согласовать с модулем                    (табл. 3 или стр. 33, Дунаев).

Таблица 3

	2. 5; 3.15;4;5	6.3;8;10;12.5	16
	8;10;12.5;16;20	8;10;12.5;14;16;20	8;10;12.5;16

Делительный диаметр червяка:

наружный:

внутренний:

Делительный, наружный, внутренний и самый большой диаметры червячного колеса:

Ширина венца колеса:

где  при

 при

Длина нарезанной части витков червяка:

при

при .

Угол подъёма винтовой линии червяка:

.

КПД передачи:

 – угол трения стального червяка и колеса.

При    

При    

(стр. 34-38, Дунаев)

Цепные передачи

Применяют при больших межосевых расстояниях в транспортах (мотоциклы), сельхоз машинах (комбайны), строительных (лебедки), горных нефтяных машинах, станках, эскалаторах, конвейерах.

Максимальные мощности и окружные скорости – 5000 кВт, V =35 м/с. Наибольшее применение при мощности N =100 кВт и V =15 м/с.

По конструкции приводные цепи могут быть:

- втулочные;

- роликовые;

- зубчатые;

- фасоннозвездные.

Рис.10. Схема цепной передачи

Рис.11. Схема звена цепи

Делительный диаметр звездочки:

где – шаг цепи;  – число зубьев (звеньев) звёздочки.

Материалы звездочек – стали 40, 45, 40Х, 35ХГСА с закалкой до HRC 40…50, цементируемой стали 15, 20, 20Х, 12ХН2 с термообработкой HRC 50…60. Армированный пластик – фторопласт, вулколан для бесшумных передач. Материалы цепей те же, что и звёзд. Для тихоходных передач  и спокойной нагрузкой – СЧ15, СЧ18.

Рис.12. Эскиз сварной звёздочки

Минимальное число зубьев  звёздочек для роликовых цепей зависит от передаточного отношения (табл. 4).

                                                                                Таблица 4

	1…2	2…4	4…6	6
	32…28	25…20	18…16	14…12

 где

КПД передачи зависит от сборки и смазки

Межосевое расстояние:

Окружное усилие:

Делительный диаметр звёздочек:

[мм], [мм].

Число звеньев цепи

Длина цепи:  [мм].

Цепь проверяется на износоустойчивость (стр.286, Чернавский Проектирование механизмов передач).

Ременная передача.

Состоит из двух шкивов и надетого на них с натягом бесконечного ремня.

Крутящий момент передачи равен моменту трения, который связан с натягом ремня.

Ремни бывают:

- плоские;

- клиновые;

- круглые;

- зубчатые;

- поликлиновые.

Рис. 13 Схема ременной передачи

 – углы обхвата;

 – частота вращения ведущего и ведомого шкивов;

 – предварительное натяжение ремня;

 – силы в ведущей и ведомой ветвях;

 – соответственно крутящие моменты;

– диаметры шкивов.

Преимущества ременной передачи:

1) простота конструкции;

2) возможность передачи крутящего момента на расстояние до 15м;

3) плавность, бесшумность.

Недостатки:

1) необходимость большого предварительного натяжения ремня;

2) малая долговечность ремня.

Отношение между натяжением ветвей было установлено Эйлером:

где - основание натурального логарифма;

 - коэффициент трения ремня о шкивы (разных): 0,25…0,5;

 - угол обхвата ремнем шкива.

Полезный крутящий момент:

 – полезное окружное усилие.

Для обеспечения трения между ремнем и шкивом необходимо предварительное натяжение:

где  - предварительное натяжение.

Коэффициент натяжения передачи:

который тесно связан с КПД (плоскоременной η=0,97, клиноременной η=0,96) и относительным удлинением ремня:

где  – площадь поперечного сечения ремня,

- модуль упругости материала ремня, МПа;

 - окружная сила, Н.

Эта зависимость определяется при испытании на стендах в виде кривых скольжения (графики тяговой способности и КПД).

Рис.14. Кривые скольжения для ременной передачи

Передача в горизонтальном положении. Угол обхвата , скорость    где  – диаметр ведущего шкива,  - толщина.

Поперечное сечение ремня A [ ].

Сила натяжения ремня  [Н].

Где  - допускаемое напряжение;

 - коэф. угла обхвата (при );

 – коэф. скорости (при );

 – коэф. нагружения (при спокойной нагрузке);

 - коэф. положения оси (при ).

   

Длина ремня:

Где  - минимальное межосевое расстояние;

 - диаметры ведущего и ведомого шкивов.

Ширина резинотканных ремней стандартизирована ГОСТ 23831-2013:

20; 25; 32; 40; 50; 63; …; 450 мм.

Клиноременная передача.

Рис.15

Клиновые ремни имеют большую несущую способность. Работают за счёт трения боковыми поверхностями в шкиве. Размеры ремней шкивов стандартизированы ГОСТ-1284-2013: О, А, Б, В, Г, Д, Е.

Расчет передачи сводится к определению числа ремней. Исходные данные:

1)По мощности и скорости ремня выбирается стандартное сечение. Мощность в кВт, передаваемая одним ремнем:

,

2)Выбор диаметра ведущего шкива . Определение межосевого расстояния, длины, угла охвата.

3) Допускаемая нагрузка на ремень:

4) Число ремней:

Оси и валы

Оси – служебные детали, предназначенные для поддержания нанизанных на них вращающихся деталей и работают только на изгиб.

Валы – служебные детали, предназначенные для поддержания нанизанных на них деталей и работают на кручение, изгиб, сжатие, растяжение.

Валы 1го рода работают на чистое кручение.

Валы 2го рода работают на кручение, изгиб, сжатие, растяжение (на сложное сопротивление).

По конструкции валы могут быть:

- прямые;

- коленчатые;

- фасонные;

- пустотелые;

- составные;

- гибкие.

Коленчатые валы в механизмах преобразуют вращательное движение в поступательное. Гибкие валы применяются в бормашинах для зубов.

Опорная часть валов, осей называется цапфа (шип), а промежуточная опора – шейка. Торцевая часть вала – пята.

Материалы валов те же, что и колес, звездочек (Ст5, Ст6 ГОСТ 360; Ст30, 40, 45, 50 ГОСТ 1050; Ст20Х, Ст40Х; 12ХН3А ГОСТ 4345).

Оси и валы опираются на подшипники качения или скольжения.