Министерство образования Российской Федерации
Тольяттинский государственный университет
Автомеханический институт
Механико-технологическое отделение
Кафедра “Резание, станки и инструменты”
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ НА ПЭВМ
Методические Указания
к курсовому проектированию
по дисциплине
«Расчет и конструированиестанков»
Специальность 151002 «Металлообрабатывающие станки икомплексы»
Тольятти 2005
СоставительГОМЕЛЬСКИЙ М. В.
Утвержденона заседании кафедры " " 2005 г.
Методические указания содержат порядок подготовкиисходных данных для расчета зубчатых передач металлорежущих станков и описаниеработы с программой на ПЭВМ. Предназначены для студентов, выполняющих курсовоепроектирование по дисциплине «Расчет и конструирование станков», атакже для работающих над дипломным проектом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общий порядок расчета
2. Проектныйрасчет передач
2.1. Исходные данные для проектногорасчета
2.2. Выполнениепроектного расчета
3. Проверочный расчет передач на ПЭВМ
3.1. Подготовка исходных данных
3.2. Ввод исходных данных в режиме диалога
3.3. Выполнениепроверочного расчета
3.4. Анализ результатов и коррекцияисходных данных
3.5.Ввод исходных данных в табличнойформе
Литература
Внастоящих методических указаниях приведено описание порядка работы с программойдля проверочного расчета зубчатых колес на ПЭВМ.
Программапредназначена для расчета цилиндрических и конических, прямозубых и косозубых,корригированных и некорригированных зубчатых пар.
Одновременно может быть подвергнуто проверочномурасчету до пяти пар зубчатых колес.
Переченьиспользованных обозначений
Таблица1 Условные обозначения Н а и м е н о в а н и е Размерность В формулах В программе 1 2 3 4
/> BETA Угол наклона зубьев град
/> MOD Модуль нормальный мм
/> Z1 Число зубьев ведущего колеса
/> Z2 Число зубьев ведомого колеса
/> B1 Ширина зубчатого венца ведущего колеса мм
/> B2 Ширина зубчатого венца ведомого колеса мм
/> BK Ширина зубчатого венца, находящаяся в контакте (для колес, переключаемых передвижением по оси) мм
/> N — РАСЧ Расчетная частота вращения ведущего колеса об/мин
/> N — MAX Максимальная частота вращения ведущего колеса об/мин
/> M — РАСЧ Расчетный крутящий момент на ведущем колесе
/> EPS1 Коэффициент коррекции ведущего колеса
/> EPS2 Коэффициент коррекции ведомого колеса
/> К — ПЕР. ИЗГ. Коэффициент перегрузки по изгибу
/> К — НЕР. ИЗГ. Коэффициент неравномерности при расчете на изгиб
/> K — ПЕР. ИЗГ. Коэффициент перегрузки по контактным напряжениям
/> V — MAX Наибольшая окружная скорость в передаче м/с
/>
[S]И1
[S]И2
Допускаемое напряжение изгиба в зубе ведущего колеса
Допускаемое напряжение изгиба в зубе ведомого колеса
МПа
МПа
/>
[S]K1
[S]K2
Допускаемое контактное напряжение для ведущего колеса
Допускаемое контактное напряжение для ведомого колеса
МПа
МПа
/>
S — ИЗ1
S — ИЗ2
Действующее напряжение изгиба в зубе ведущего колеса
Действующее напряжение изгиба в зубе ведомого колеса
МПа
МПа
/> S — КОН Действующее контактное напряжение МПа
/> Т Время работы передачи с нагрузкой час
/> Коэффициент ширины зуба (отношение ширины венца к модулю цилиндрической передачи)
/> Коэффициент ширины зуба конической передачи
1. ОБЩИЙ ПОРЯДОК РАСЧЕТА
1.1. Проектный расчет передач
Проектныйрасчет передач производится с целью ориентировочного определения модуля. Приэтом можно не учитывать характерные условия работы и особенности конструкциипередач. Полученное в результате расчета значение модуля округляется доближайшей стандартной величины и затем используется в качестве одного изисходных данных для проверочного расчета. Проектный расчет выполняется вручную.
1.2 Проверочный расчет передач
Проверочныйрасчет выполняется на ПЭВМ, совместимых с IВМ, в режиме сеанса MS DOS. По окончаниирасчета компьютер выдает следующие результаты:
— таблица исходных данных;
— величина максимальной окружной скорости рассчитываемой передачи;
— значение действующих и допускаемых изгибных и контактных напряжений.
Этиданные необходимы для оценки возможности использования передачи принятыхгабаритов в реальном приводе.
Есливеличина наибольшей окружной скорости превосходит величины, рекомендуемые дляданного вида привода, а степень точности слишком высока и достижение ееэкономически нецелесообразно, то исходные данные для расчета следует изменить,добиваясь уменьшения габаритов передачи.
Еслидействующие напряжения любого из двух видов значительно меньше допускаемых, этоозначает, что передача недогружена и размеры ее неоправданно завышены. Еслидействующие напряжения превышают допускаемые, то прочность передачи необеспечена. В том и в другом случае необходимо изменить какие-либо из исходныхданных. Например, могут быть изменены размеры передачи (модуль, шириназубчатого венца), материал зубчатых колес и т. д. Затем измененные исходныеданные вновь вводят в компьютер и повторяют проверочный расчет до тех пор, покадействующие напряжения не станут близкими к допускаемым, оставаясь меньшепоследних. При этом следует иметь в виду, что действующие напряжения изгибаобратно пропорциональны квадрату модуля передачи, а сама величина модулядискретна. Поэтому изменять модуль целесообразно лишь при значительном несоответствиидействующих и допускаемых напряжений. Ширину же зубчатого венца можно назначатьлюбой в пределах допускаемых значений, варьирование этой величиной позволяетдобиться достаточно близкого совпадения допускаемых и действующих напряжений.
2. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ
Передтем как выполнять проверочный расчет, необходимо выполнить ориентировочный(прикидочный) проектный расчет передачи для того, чтобы получить в качествеисходных данных для проверочного расчета следующие величины:
/> - модульпередачи;
/> - шириназубчатого венца.
2.1. Исходные данные для проектногорасчета
Длявыполнения ориентировочного проектного расчета необходимы следующие исходныеданные:
· /> - крутящий момент навалу ведущего зубчатого колеса передачи, Нм. Определяется для каждого валапривода с учетом к. п. д. и положения о расчетных цепях;
· /> - число зубьев ведущегозубчатого колеса передачи;
· /> - число зубьев ведомогозубчатого колеса передачи (числа зубьев колес передач привода определяются прикинематическом расчете);
· /> - коэффициент ширинызуба (соотношение ширины рассчитываемого зубчатого венца и модуля передачи).Для цилиндрических передач в приводах станков принимают обычно />. При проектном расчетеможно принять/>.
Дляконических передач при ориентировочном расчете можно принимать
/>
· материал колесзубчатой пары и ориентировочное значение допускаемых напряжений изгиба />, МПа;
· /> - угол наклона зубьев,град.
Некоторыевиды материалов зубчатых передач, на применение которых рассчитана даннаяметодика, приведены в табл. 2. Здесь и даны ориентировочные значениядопускаемых напряжений. Значения допускаемых напряжений даны без учетакоэффициентов надежности и безопасности, технологии обработки зубьев, режимапеременности нагрузки и других показателей.
Материалызубчатых колес для расчета по данной программе Таблица 2Марка стали Вид термообработки
Ориентиров. значение />, МПа Преимущественная область применения 40Х Нормализация 150
Механизмы с малоизменяю- щейся, небольшой нагрузкой,
приводы подач и т.п. 40Х Улучшение 180 40Х Закалка с нагревом ТВЧ (до выкружки) 140
Приводы главного движения станков с относительно
спокойной нагрузкой (станки токарного и сверлильного типа, нагруженные приводы подач) 40Х Закалка с нагревом ТВЧ с охватом дна впадины (для модуля менее 5) 190 20Х Цементация и закалка 290
Приводы главного движения в станках со значительными динамическими нагрузками:
токарных и сверлильных с торможением противовклю-чением, быстроходных станков с
разгоном непосредственным включением асинхронного электродвигателя, фрезерных и других станках с переменными силами резания 12ХН3А Цементация и закалка 320 18ХГТ Цементация и закалка 290
2.2 Выполнение проектного расчета
Ориентировочновеличина модуля прямозубой цилиндрической зубчатой передачи может бытьопределена по формуле
/>, мм
где/> -коэффициент нагрузки, принимаемый в ориентировочном расчете равным 1,5;
у-коэффициент формы зуба. Может быть принят по данным работы [1]. Для /> = 16...100, y = 0,105...0,15. При ориентировочномрасчете можно принять у=0,12.
Значенияостальных величин, входящих в формулу, получены при подготовке исходных данныхдля проектного расчета.
Полученноезначение модуля округляют до ближайшего стандартного значения. Предпочтительноприменять модули зубчатого зацепления из 1-го ряда: /> = 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8;10; 12; 16; 20. Однако, при необходимости можно использовать стандартныезначения модуля из 2-го ряда.
Значениямодуля больше 20 используются в станкостроении крайне редко. Значения модуляменее 2 мм в приводах главного движения и подачи металлорежущих станков обычноне используют, поэтому применять m
Дляориентировочной оценки величины модуля прямозубой цилиндрической передачи можетбыть использована табл. 3.
Приведенныев таблице данные рассчитаны для прямозубой передачи, зубчатые колеса которойизготовлены из стали 12ХН3А, цементированной и закаленной, при коэффициентеширины зуба />=8 и числе зубьев ведущего колеса />=25. Конструктивные особенностипередачи и прочие дополнительные факторы не учтены.
Таблица3Крутящий момент М, Нм 5 10 50 100 200 500 1000 Модуль передачи m, мм 1 1 2 2,5 3 4 5
Дляконической зубчатой передачи величина модуля может быть ориентировочноопределена по формуле
/> , мм
Полученноезначение модуля округляют до ближайшего значения в предпочтительном рядумодулей конических зубчатых колес по табл. 4
Предпочтительныйряд модулей для конических зубчатых колес Таблица 41 ряд 2 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10 12 16 20 25 2 ряд 2,25 2,75 3,5 4,5 5,5 7,0 9,0 11 14 18 22
3. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ НА ПЭВМ
3.1 Подготовка исходных данных
Программапозволяет выполнять одновременно расчет от одной до пяти различных зубчатыхпередач.
Дляускорения и облегчения ввода в ПЭВМ исходных данных их рекомендуетсяподготовить в виде таблицы по форме табл. 5. В таблице показан и пример еезаполнения.
Примерзаполнения таблицы исходных данных
Таблица5№ Наименование
Обозна
чение
Размер
ность Номер передачи 1 2 3 4 5 1 Расчетный момент на валу ведущего колеса М Нм 100 150 2 Вид передачи цилиндр косозуб конич. прямозуб 3 Угол наклона зуба
/> град 12,3 4 Модуль передачи m мм 2,5 3 5 Число зубьев ведущего колеса
/> 24 21 6 Число зубьев ведомого колеса
/> 48 21 7 Ширина зубчатого венца ведущего колеса
/> мм 25 18 8 Ширина зубчатого венца ведомого колеса
/> мм 25 18 9 Конструкция (признак переключения) передачи Переклю-чаемая Неперек-лючаемая 10 Расположение зубчатого колеса на валу Вблизи опоры
На
консоли 11 Расчетная частота вращения ведущего колеса
/> об/мин 250 800 12 Наибольшая частота вращения ведущего колеса
/> об/мин 1000 1250 13 Время работы передачи с нагрузкой Т час 5000 5000 14 Коэффициент коррекции ведущего колеса
/> 0,2 15 Коэффициент коррекции ведомого колеса
/> -0,2 16 Признак связи колеса с шестерней
Не
паразит-ное
Не
паразит-ное 17 Режим нагрузки передачи Среднетя-желый Среднетя-желый. 18 Характер процесса резания Равно-мерный Равно-мерный 19 Вид механической обработки зубьев шлифован не шлифован 20 Материал ведущего колеса 40Х, ТВЧ с охватом впадин
20Х,
цемента-ция 21 Материал ведомого колеса 40Х, ТВЧ с охватом впадин
20Х,
цемента-ция
Втабл. 5 содержатся следующие исходные данные:
3.1.1.Расчетный момент на валу ведущего зубчатого колеса М, Нм.
Величинаего берется из исходных данных для проектного расчета.
3.1.2.Вид передачи.
Программарассчитывает четыре вида передач:
цилиндрическаяпрямозубая,
цилиндрическаякосозубая,
коническаяпрямозубая,
коническаяс круговым зубом.
3.1.3.Угол наклона зуба />. Указывается в градусах и доляхградуса через десятичную точку. Величина должна быть округлена до десятыхдолей. Например, если угол составляет /> = 20030/15//,то следует вводить значение 20.5. Если колеса прямозубые, в этой графепроставляется нуль.
3.1.4.Модуль «m» указывается тот, который былвыбран при проектном ориентировочном расчете.
3.1.5.Величина z1 соответствует числу зубьев ведущего колеса независимоот того, какое колесо имеет больше зубьев (т.е. передача повышающая илипонижающая). Принимается из кинематического расчета.
3.1.6.z2 — число зубьев для ведомого колеса пары.
3.1.7.Ширина зуба />,ведущего колеса назначается в зависимости от выбранного значения /> (см. п. 2.1.)и, следовательно,
/> - дляцилиндрических колес
и /> - дляконических колес.
3.1.8.Ширина зуба /> ведомогоколеса для передач, переключаемых перемещением блоков вдоль оси, выбираетсяобычно равной />:
/>
Дляконических передач — также.
Дляпередач, не переключаемых передвижением вдоль оси, ширина одного из колес можетбыть выбрана несколько большей, чем другого (на 1…2 мм).
3.1.9.Конструкция (признак переключения) передачи. Здесь указывается один из двухвариантов:
— колеса переключаемые передвижением вдоль оси,
— колеса не переключаются передвижением вдоль оси.
Первыйпризнак указывается для передвижных блоков зубчатых колес.
Второйпризнак соответствует одиночной передаче, а также передачам, переключаемым спомощью муфт.
3.1.10.Расположение зубчатого колеса на валу.
Возможныеварианты:
— колесо расположено приблизительно симметрично относительно опор;
— колесо расположено вблизи одной из опор;
— колесо на консоли.
Оценитьрасположение зубчатого колеса можно по предварительно разработаннойкинематической схеме привода.
3.1.11.Расчетная частота вращения /> указывается для ведущегозубчатого колеса пары и выбирается из анализа расчетной цепи по графику частотвращения.
3.1.12.Наибольшая частота вращения /> указывается для ведущегозубчатого колеса пары и выбирается по графику частот вращения.
3.1.13.Время Т работы передачи под нагрузкой берут из задания на проектирование. Еслив задании эта величина не указана, можно с некоторым запасом принять Т= 5000час
3.1.14.Коэффициент коррекции ведущего колеса />. Принимается />, если колесо некорригированное.
Впротивном случае коэффициент коррекции указывается знаком “-” (минус), есликоэффициент /> отрицательныйи без знака, если он положительный.
3.1.15.Коэффициент коррекции ведомого колеса /> указывается аналогично п. 3.1.14.
3.1.16.Признак связи шестерни и колеса может быть четырех видов:
— непаразитные ни шестерня, ни колесо;
— паразитное ведущее колесо;
— паразитное ведомое колесо;
- паразитные обаколеса.
Этот признак учитывается при расчете в связи с тем, чтона паразитном колесе зубья вступают в работу вдвое чаще, чем на колесе обычном,и, следовательно, претерпевают вдвое большее число циклов нагружения.
Наиболеечасто реализуется первый вид признака.
3.1.17.Режим нагрузки, если он не указан в задании, может быть выбран из табл. 6.
Таблица 6Режим Характерен для приводов станков Тяжелый и постоянный Тяжелые станки с непрерывным процессом резания, например, карусельные Средне — тяжелый Крупные станки Средний Универсальные станки среднего размера Средне — легкий Станки для чистовой обработки
3.1.18.Характер процесса резания зависит от вида обработки, выполняемой напроектируемом станке, принимается по табл.7.Таблица 7Характер процесса резания Пример вида обработки Равномерный Точение с равномерным припуском, сверление и т.п. Неравномерный Точение с неравномерным припуском (поковки, литье) и т.п. Прерывистый Фрезерование, точение по прерывистому контуру и т.п.
3.1.19.Вид механической обработки зубьев выбирается в зависимости от ожидаемойокружной скорости в передаче. Если /> м/с, то можно принимать, чтозубья не шлифованы.
Для/> м/спринимают, что зубья шлифованы.
3.1.20.Материал ведущего и ведомого колеса передачи выбирают чаще всего одинаковыми.Однако программа допускает расчет и для различных материалов колес пары.Различный материал для шестерни и колеса выбирают, если для одного из колеспары по каким-либо соображениям необходима более высокая прочность.
Рекомендациипо выбору материала см. в п. 2.1, табл. 2.
3.2 Ввод исходных данных в режиме диалога
Исходныеданные вводятся в память компьютера в режиме диалога с использованиемподготовленной по п. 3.1 таблицы.
Дляосуществления ввода необходимо:
- включитькомпьютер и принтер;
- если компьютерработает в среде WINDOWS,необходимо перейти в DOS (NORTON или DN) ;
— найти на панелях NORTON каталог ZUB (см. пример в табл. 8), подвести поднего курсор и нажатием клавиши «ENTER» вызвать на экран переченьвходящих в него файлов: prog1.dat; prog1. exe; prog1. vix; vvod.… (см. пример в табл. 9).
Таблица8D:\
/>Name
ARCHIVE
DEMPF
GAME
MATLAB
NORTON
OPORA
PCI
PRIM
WAL
ZUB
sd ini
treeinfo ncd Name Name ZUB SUB-DIR 1.01.98
Таблица9D:\ZUB
Name
..
zub bat prog1 dat
vvod exe prog1 exe
prog1 mat
prog1 vix Name Name vvod. exe 62568 18.09.90 10.39
Затемнеобходимо подвести курсор под файл «vvod.exe»и запустить программу ввода. На экране появляется следующий текст, в ответ назапросы которого, исходные данные вводятся в режиме диалога:
1. Вводисходных данных для проверочного расчета.
2. Корректировка исходных данных.
3. Выход из программы.
Здесьследует ввести номер пункта, по которому должна вестись работа. Например, выбранпункт “Ввод исходных данных для проверочного расчета”. Тогда следует ввести :
1
После этого на экране возникает текст:
1. Все данныевводятся с десятичной точкой
(Этоозначает, что все числа следует вводить с десятичной точкой-разделителемнезависимо от того, дробное это число или целое. Например: 254. или 12.2)
2. Введитеколичество рассчитываемых передач.
(Здесь вводится количество передач, которые предполагается рассчитывать. Следуетиметь в виду, что в одном сеансе расчета программа может рассчитывать не болеепяти передач, поэтому, если число рассчитываемых передач больше пяти, тоследует проводить более одного сеанса расчета.)
4.
Далеена экране возникают запросы о параметрах отдельных передач:
Передача№ 1.
Расчетныймомент на валу (/>)
262.
Укажитевид рассчитываемой передачи:
Цилиндрическаяпрямозубая… 2
Цилиндрическаякосозубая… 3
Коническаяпрямозубая… 4
Коническаяс круговым зубом… 5
2.
Уголнаклона зуба (градусы, доли градуса)
0.
Модульпередачи (мм)
5.
Числозубьев ведущего колеса
26.
Числозубьев ведомого колеса… и так далее.
Впроцессе ввода исходных данных на экране периодически возникает запрос: “Хотитечто-то изменить? (да — 0), (нет — 1)”. Это позволяет изменить некоторыеисходные данные, введенные ошибочно. Если в ответ на этот запрос ввести«0», то на экран снова поступают запросы и меню по несколькимвведенным ранее исходным данным, что позволяет ввести их повторно и исправитьошибку, не прибегая к программе коррекции.
Послеввода наибольшей частоты вращения ведущего колеса программа осуществляетконтроль максимальной окружной скорости в передаче в соответствии сдопускаемыми значениями (табл. 10.).Таблица 10Вид зубчатой передачи Наибольшая допустимая окружная скорость, м/с Степень точности зубчатых колес Прямозубая
/> 8
/>
/> 7
/> 6 Косозубая
/> 8
/>
/> 7
/> 6
Еслиокружная скорость в передаче оказывается больше допустимой, то на экранвыводится сообщение, например, такое:
ОКРУЖНАЯСКОРОСТЬ БОЛЬШЕ ДОПУСТИМОЙ Vmax=52,6
ИЗМЕНИТЕОДИН ИЗ ПАРАМЕТРОВ:
1.МОДУЛЬ ПЕРЕДАЧИ М
2.ЧИСЛО ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ Z1
ВВЕДИТЕНОМЕР ИЗМЕНЯЕМОГО ПАРАМЕТРА
Дальнейшийввод блокируется до тех пор, пока в исходные данные не будут внесены изменения.В этом случае следует изменить исходные данные так, чтобы окружная скоростьбыла в допустимых пределах. Снижения скорости можно добиться изменениемрадиальных габаритов передачи: уменьшив либо сумму чисел зубьев в передаче(сохраняя передаточное отношение), либо — модуль. Иногда приходится уменьшать ито и другое. Следует, однако, иметь в виду, что уменьшение числа зубьев имодуля приводит к снижению прочности зубьев. Поэтому в большинстве случаеводновременно с уменьшением габарита следует назначить другой, более прочныйматериал для колес передачи.
Уменьшения окружной скорости можно достичь также,снизив наибольшую частоту вращения передачи. Уменьшить наибольшую частотувращения передачи можно, пересмотрев построение графика частот вращения. Такойприем далеко не всегда удобен. Он требует изменений в подходе к конструкциипривода, нового расчета чисел зубьев в передачах и определения крутящихмоментов в наиболее нагруженных передачах. Однако, иногда приходится применятьтакой прием, если нет другого выхода.
Наконец, можно применить вместо прямозубой косозубуюпередачу, что позволяет увеличить допустимую окружную скорость (см. табл. 10).Однако, если передача — переключаемая, то переключать ее в этом случае придетсяс помощью муфт, а не перемещением вдоль оси.
Прежде,чем корректировать исходные данные, стоит прикинуть, как новые исходные данныеповлияют на изменение скорости (это, кстати, полезно сделать еще на этапеподготовки исходных данных, тогда все корректировки можно сделать заранее).
Максимальнаяокружная скорость в передаче может быть определена по формуле:
дляцилиндрических передач
/> , м/с
дляконических передач
/>/>, м/с
Далеевводятся все остальные исходные данные последовательно для всех рассчитываемыхпередач.
3.3 Выполнение проверочногорасчета
Поокончании ввода программа завершается и на экране вновь появляется панель NORTON (табл. 9). Для выполненияпроверочного расчета следует подвести курсор под название файла prog1.exe и нажать клавишу «ENTER». На экранпоступает сообщение:
____РАБОТАЕТ ПРОГРАММА ________________
_____ ПРОВЕРОЧНЫЙРАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС _________
ВВЕДИТЕИМЯ
Склавиатуры следует ввести:
prog1
Следуетзапрос:
РЕЗУЛЬТАТВЫВОДИТЬ
1- ПЕЧАТЬ
2- ДИСК
Дляудобства анализа результатов следует вначале ввести «2». Если ввести2, то результаты записываются в файл prog1.vix на диске, а на принтере нераспечатываются. Признаком окончания расчета служит выход из программы ипоявление на экране монитора панелей NORTON. Для просмотра и анализа результатов расчета на экране монитора следуетподвести курсор на файл prog1.vix и нажать клавишу F3 («vien» — по краевому меню.) После этого на экранепоявляется таблица с исходными данными и результатами расчета. Таблица имеетформу табл. 11. В этой таблице верхняя часть занята распечаткой исходныхданных, нижняя часть — результатами расчета.
3.4. Анализ результатов икоррекция исходных данных в режиме диалога
Результаты расчета следует проанализировать, сравниваядействующие напряжения в зубьях передачи с допускаемыми.
Втом случае, если какая-либо из передач перегружена, то в нижней части таблицыпоявляется дополнительная строка «недостаточная прочность», причем вэтом случае перегруженная передача отмечается знаком "*".
Еслизубья колес передачи сильно недогружены (действующие напряжения значительноменьше допускаемых) или перегружены (действующие напряжения большедопускаемых), следует изменить параметры передачи так, чтобы добитьсяудовлетворительного результата.
Дляизменения параметров следует вновь запустить файл «vvod.exe». Порядок ввода данных при изменении параметровсм. ниже.
Еслиже результаты расчета Вас устраивают, то вывести их на печать можно следующимобразом:
— нажать на клавишу ESC и выйти в NORTON
- вновь запуститьпрограмму prog1.exe, и после соответствующего запроса заказать выводрезультатов на печать вводом цифры «1». Через 1...2 секундырезультаты начинают распечатываться на принтере.
Крометого можно просто заказать печать файла prog1.vixнепосредственно из NORTON, нажавклавишу F5.
Содержаниефайла prog1. vix – результаты расчетов Таблица 11ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НАИМЕНОВАНИЕ РАЗМЕРН. НОМЕР ПАРЫ 1 2 3 4 5 УГОЛ НАКЛОНА ГРАДУСЫ 15.0 0. 0. 0. 0. МОДУЛЬ ММ 10.0 0. 0. 0. 0. Z1 23. 0. 0. 0. 0. Z2 154. 0. 0. 0. 0. B1 ММ 60. 0. 0. 0. 0. B2 ММ 60. 0. 0. 0. 0. BK ММ 60. 0. 0. 0. 0. N — РАСЧ. ОБ — МИН 16.0 0. 0. 0. 0. H — MAX ОБ — МИН 320.0 0. 0. 0. 0. M — РАСЧ. Н. М 6000. 0. 0. 0. 0. T ЧАС 5000. 0. 0. 0. 0. EPS1 .000 .000 .000 .000 .000 EOS2 .000 .000 .000 .000 .000 K — ПЕР. ИЗГ. 1.30 .00 .00 .00 .00 К — НЕР. ИЗГ. 1.20 .00 .00 .00 .00 К — ПЕР. КОН. 1.10 .00 .00 .00 .00 1 ПРИЗНАК 3082. 0. 0. 0. 0. 2 ПРИЗНАК 164. 0. 0. 0. 0. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА V — MAX М — СЕК 3.99 .00 .00 .00 .00
S — ИЗ1 МПА 384.3 .0 .0 .0 .0
S — ИЗ2 МПА 252.8 .0 .0 .0 .0
S — КОН МПА 1112.3 .0 .0 .0 .0
[S]И1 МПА 401.4 .0 .0 .0 .0
[S]И2 МПА 258.3 .0 .0 .0 .0
[S]K1 МПА 1765.2 .0 .0 .0 .0
[S]K2 МПА 1863.9 .0 .0 .0 .0
МАТЕРИАЛ Z1
МАТЕРИАЛ Z2
12XH-3A; AFA; AFA; AFA; AFA;
40X — ТВЧ; AFA; AFA; AFA AFA; /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Еслирезультаты расчета какой-либо передачи Вас не устраивают, и необходимо изменитьисходные данные, следует снова запустить программу ввода vvod.exe и после появления текста меню:
1. Ввод исходных данных для проверочного расчета
2. Корректировка исходных данных
3. Выход из программы
Ввести«2»
Вответ на экране появляется текст:
ВВЕДИТЕНОМЕР ПЕРЕДАЧИ, ДЛЯ КОТОРОЙ НЕОБХОДИМО
ВЫПОЛНИТЬКОРРЕКТИРОВКУ ДАННЫХ
Здесь следует ввести номер одной изпередач, для которой корректируются исходные данные.
Затемпоявляется меню:
ИЗМЕНЯЕМЫЕПАРАМЕТРЫ:
1. МОДУЛЬПЕРЕДАЧИ
2. ЧИСЛО ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ
3. ЧИСЛО ЗУБЬЕВ КОЛЕСА
4. ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА ШЕСТЕРНИ
5. ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА КОЛЕСА
6. МАТЕРИАЛ ШЕСТЕРНИ
7. МАТЕРИАЛ КОЛЕСА
Ведитечерез пробел номера изменяемых параметров.
Номерапараметров, величины которых Вы хотите изменить следует ввести по типу:
2.3. 6. 7.
Далееввод исходных данных идет в форме диалога аналогично описанному выше.
Поокончании ввода новых исходных данных для первой из корректируемых передачпрограмма выходит в NORTON, и длякорректировки исходных данных следующей передачи нужно вновь запуститьпрограмму «vvod.exe», ввести «2»(коррекция) и указать номер следующей передачи.
Когдакоррекция окончена, снова нужно запустить программу «prog1.exe», и расчет повторяется, как показано выше.
3.5 Ввод исходных данных в табличной форме
Вводисходных данных может быть осуществлен не только в форме диалога, но и болеекомпактно — в виде редактируемой таблицы, содержащей исходные данные. Однакодля такого ввода должны быть выполнены дополнительно еще некоторыепредварительные расчеты. Необходимо определить три вида коэффициентов:
КПЕРИ-коэффициент перегрузки при изгибе;
КНЕРИ — коэффициент неравномерности нагрузки при изгибе;
КПЕРК — коэффициент перегрузки при расчете контактных напряжений, а также расчетнуюширину венца /> для определения контактныхнапряжений.
Коэффициентперегрузки при изгибе определяется в зависимости от соотношения ширины венца идиаметра ведущего зубчатого колеса по табл.12.Таблица 12 Расположение зубчатого колеса П р и з н а к
/> 1 2 3 Колесо расположено симметрично относительно опор Колесо расположено вблизи одной из опор Колесо на консоли
К о э ф ф и ц и е н т /> 0,2 1,0 1,1 1,2 0,4 1,05 1,2 1,4 0,6 1,1 1,3 1,7 0,8 1,15 1,45 2,0 1,2 1,25 1,7 -
Здесь/> - ширинавенца, мм;
/>
Коэффициентперегрузки при изгибе КПЕРИ выбирается по табл. 13 в зависимости отхарактера процесса резания, указанного в подготовленных исходных данных.Таблица 13 Характер процесса резания Н е п р е р ы в н ы й Прерывистый Равномерный Неравномерный (неравномерный припуск и т. п.) Фрезерование, обработка прерывистого контура и т. п.
К о э ф ф и ц и е н т КПЕРИ 1,3 1,5 1,7
Коэффициентперегрузки КПЕРК при расчете на контактную прочность определяетсяаналогично КНЕРИ по табл. 14.Таблица 14 Расположение зубчатого колеса b/dш Колесо расположено симметрично относительно опор Колесо расположено вблизи одной из опор Колесо на консоли
0,2
0,4
0,6
0,8
1,2
1,0
1,0
1,05
1,1
1,15
1,05
1,15
1,2
1,3
1,5
1,1
1,15
1,45
1,65
-
Расчетнаяширина зубчатого венца />, находящаяся в контакте,определяется следующим образом.
Дляцилиндрических зубчатых колес, не переключаемых передвижением вдоль оси, иконических колес величина /> принимается равной меньшей ширинеиз /> или />, т. е. обычно />(если />) или /> (если />).
Дляцилиндрических зубчатых колес, переключаемых передвижением по оси (например,блоков зубчатых колес), величина /> будет меньше ширины зуба,поскольку переключаемые венцы имеют с торцов зубозакругление и скосы под углом120...150для облегчения включения. Таким образом длиналинии контакта в такой передаче меньше длины зуба (см. рис. 1)./> />
Схема зоны зацепления зубьевпереключаемых колес с зубозакруглением
Рис.1
Изрис. 1 видно, что
/>
Дляввода исходных данных в табличной форме необходимо вызвать в редактор NORTON файл prog1.dat,подведя к нему курсор и нажав клавишу F4. На экране монитора возникает таблица (см. табл. 15).
Вэтой таблице перечислены исходные данные и в графах, соответствующихрассчитываемым передачам, указаны цифры, которые остались от выполнявшихсяранее расчетов. Пользуясь редактором NORTON’а, эти цифры следует заменить на исходные данные рассчитываемых колес.
Если число рассчитываемых передач меньше 5, то исходныеданные для них вносят в первые колонки по порядку. В оставшихся колонках можноне заменять все цифры на нули. Достаточно указать величину модуля, равной нулюв колонке, соответствующей первой из нерассчитываемых передач. Эти передачи ивсе последующие программа рассчитывать не будет.
Примерфайла prog1.dat – исходные данные для расчетаТаблица 15ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Наименова-ние Размерность Ном. пары 1 2 3 4 5 Разм-ть ******.*** ******.*** ******.*** ******.*** ******.*** Угол накл. 15.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 Модуль 10.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 Z1 23.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 Z2 154.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 В1 60.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 В2 60.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 ВК 60.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 N — РАСЧ 16.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 N — MAX 320.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 М — РАСЧ 6000.00000 .0000 .0000 .0000 .0000 Т 5000.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 EPS1 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 EPS2 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 К — ПЕР. ИЗГ 1.3000 .0000 .0000 .0000 .0000 К — НЕР. ИЗГ 1.2000 .0000 .0000 .0000 .0000 К — ПЕР. КОН 1.1000 .0000 .0000 .0000 .0000 ГАММА 1 ПРИЗНАК 3082.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 2 ПРИЗНАК 164.0000 .0000 .0000 .0000 .0000 КОНЕЦ ФАЙЛА
Вграфе «1 ПРИЗНАК» указывают следующие цифры:
Здесь:
Признаквида передачи:
Цилиндрическаяпрямозубая — 2
Цилиндрическаякосозубая — 3
Коническаяпрямозубая — 4
Коническаяс круговым зубом — 5
Признаксвязи шестерни и колеса:
Непаразитные шестерня и колесо — 0
Паразитнаяшестерня — 1
Паразитноеколесо — 2
Паразитнаяшестерня и колесо — 3
Признакстепени точности:
6-ястепень точности — 6
7-ястепень точности — 7
8-ястепень точности — 8
Степеньточности выбирают по табл. 16 в зависимости от максимальной окружной скорости впередаче.
Какпоказано выше, для цилиндрических передач
/> , м/с
дляконических передач
/> , м/сВыборстепени точности передач Таблица 16Вид передачи Наибольшая окружная скорость Степень точности
/>
/>
/>
/>
6
7
8
/>
/>
/>
/>
6
7
8
При табличном методе ввода программа впроцессе расчета не контролирует наибольшее значение окружной скорости, поэтомуза соответствием его допустимым значениям должен следить оператор.
Режимнагрузки:
Тяжелыйи постоянный -1
Среднетяжелый -2
Средний-3
Средне- легкий — 4
Вграфе «2 ПРИЗНАК» указывается следующий набор цифр:
/>/>/>/> 1 5 5. десятичнаяточка
/>
Признак механической обработки Признак материала шестерни (ведущего колеса) Признак материала колеса (ведомого)
Признакмеханической обработки:
Зубьяшлифованы — 1
Зубьяне шлифованы — 2
Выбор- см. в п. 3.1.19
Признакматериала шестерни (ведущего колеса):
— 40Х нормализованная — 1
— 40Х улучшенная — 2
— 40Х с закалкой нагревом ТВЧ до выкружки впадины — 3
— 40Х с закалкой нагревом ТВЧ с охватом дна впадины — 4
— 20Х цементация и закалка в масле -5
— 12ХН3А цементация и закалка в масле — 6
— 18ХГТ цементация и закалка в масле — 7
Признакматериала колеса (ведомого) указывается так же, как и для шестерни.
Послетого, как заполнение таблицы исходных данных закончено, следует записать их надиск, то есть сохранить файл prog1.dat (если заполнение выполнялось вредакторе NORTON, то это осуществляется нажатиемклавиши F2, после чего с помощью клавиши ESC выходят в NORTON). Затем осуществляют запуск программы «prog1.exe» и расчет выполняют как показано выше в п. 3.3.
Принеобходимости корректировки исходных данных используют тот же приемредактирования файла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Расчет на прочностьцилиндрических зубчатых колес металлорежущих станков. М.: ОНТИ ЭНИМС, 1969. — 88 с.