мой проект 10 (дополнит.)

Посмотреть архив целиком

Дополнительное задание.

Исследование профиля зуба на прочность при нагружении в зависимости коэффициента от смещения

Зуб рассматривается как консольная балка с нагрузкой, распределенной по линии контакта зубьев. Силы трения малы и их не учитывают. Нагрузку заменяют результирующей силой, касательной к окружности.

В процессе зацепления контактная линия перемещается по высоте профиля зуба. Полная нагрузка F действует только в зоне однорядного зацепления. В расчетах принимаем, что полная нагрузка приложена к вершине зуба. Такой случай возможен из-за ошибок изготовления или когда коэффициент перекрытия близок к единице (≈1.2). На рис.2 результирующая сила, приложенная к вершине, переноситься на ось зуба и раскладывается на окружную(FT) и радиальную(FR).

(вызывает сжатие)

Материал работает на сжатие лучше, чем на растяжение. Применяя принцип суперпозиции, находим результирующие напряжения в опасном сечении зуба S, суммирую напряжения от изгиба и сжатия. На стороне сжатия волокон зуба результирующие напряжения больше, чем на стороне растяжения.

Эксперименты показывают, что образование трещин усталости начинается на стороне растяжения.

Результирующее напряжение:

Принимаем наши значения равными единице: FT=1,tgα=1,b=1,h=1, тогда

Даже грубо приблизив формулу к данной, мы сможем увидеть как на зуб влияют нагрузки.

, где X1,X2,X3 – коэффициенты смещения.

Sa1,Sa2,Sa3 – толщины зубьев по дугам окружностей вершин

S1,S2,S3 – толщины зубьев по дугам делительных окружностей

Рассмотрим графики распределение нагрузки в зависимости от толщины зуба (3 случая в зависимости от выбора коэффициент смещения).

  1. Коэффициент смещения – Х1

Sa1– толщина зуба по дуге окружности вершины

S1 - толщина зуба по дуге делительной окружности

В точках B1-D1 подрез = 40 % от толщины зуба по делительной окружности. Максимальное напряжение возникает в точке А1, однако 40 % подреза – достаточно большое значение. Учтем то, что нагрузка в точке А1 плавно идет на уменьшение, в зоне подреза происходит резкий скачок, что не желательно скажется на ножке зуба. Сделаем предположение, что наибольшая вероятность разрушения зуба будет именно в этой зоне (В1-D1). Такой вариант нам не подходит. Рассмотрим 2-й коэффициент смещения Х2.

  1. Коэффициент смещения – Х2

Sa2– толщина зуба по дуге окружности вершины

S1 - толщина зуба по дуге делительной окружности



Сравнивая данный график с предыдущим, видно, что напряжение при подрезе становится меньше, т.к. увеличивается толщина зуба по дуге делительной окружности. Заострение же наоборот увеличивается, а следовательно и напряжение в точке А1 соответственно тоже повышается. Увеличение напряжений в зоне заострения зуба ведет к постепенному разрушение зуба. Этот вариант более оптимальный, чем 1-й.







  1. Коэффициент смещения – Х3

Sa3– толщина зуба по дуге окружности вершины

S3 - толщина зуба по дуге делительной окружности



Наибольшие опасные напряжения возникают в зоне заострения, очень большая вероятность поломки зуба в зоне А3-В3. Подрез небольшой(5%). Не желательно применять такой коэффициент смещения.











Конечный график.

Вывод: Чтобы подрезания не происходило, на конструкцию колеса накладываются геометрические ограничения, из которых определяется минимальное число зубьев, при котором они не будут подрезаны. Для стандартного инструмента это число равняется 17. Также подрезания можно избежать, применив способ изготовления зубчатых колёс, отличный от способа обкатки. Однако и в этом случае условия минимального числа зубьев нужно обязательно соблюдать, иначе впадины между зубьями меньшего колеса получатся столь тесными, что зубьям большего колеса изготовленной передачи будет недостаточно места для их движения и передача заклинится. Для уменьшения габаритных размеров зубчатых передач колёса следует проектировать с малым числом зубьев. Поэтому при числе зубьев меньше 17, чтобы не происходило подрезания, колёса должны быть изготовлены со смещением инструмента — увеличением расстояния между инструментом и заготовкой. При увеличении смещения инструмента толщина зуба будет уменьшаться. Это приводит к заострению зубьев. Опасность заострения особенно велика у колёс с малым числом зубьев (менее 17). Для предотвращения скалывания вершины заострённого зуба смещение инструмента ограничивают сверху. Мы рассмотрели 3 варианта выбора коэффициента смещения и показали, распределение нагрузки на профиле зуба. Наиболее оптимальным вариантом можно считать 2. На графике мы увидели, в отличие от 1-го варианта там не такой большой подрез, в отличие от 3-го не такое большое заострение.















Заключение:

В ходе выполнения курсового проекта получены следующие результаты:



  1. Определен закон движения стана, рассчитан необходимый момент инерции маховых масс, обеспечивающий заданный коэффициент неравномерности =0,1.

  2. Для заданного положения механизма 1=210º проведен силовой расчет, определены реакции в кинематических парах механизма и движущий момент. Величина этого момента М1D отличается от движущего момента, полученного на первом листе на 0,34% .

  3. Спроектирована прямозубая цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача с модулем m=12 , с числом зубьев колес z4,9=10, z5,10=20, коэффициентами смещения x1=0,5; x2=0,5 и коэффициентом перекрытия ξα=1,2 .

  4. Спроектирован однорядный планетарный редуктор с передаточным отношением c z1=18, z2=27, z3=72.

  5. Спроектирован кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем при заданном законе движения толкателя. Радиус кулачка r0=0,0141м , радиус ролика rрол=0,003м , при допустимом угле давления =30º





















































Литература



  1. С.А.Попов, Г.А. Тимофеев. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. .- М..: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана 1998 г.

  2. В.В. Кузенков, М.В. Самойлова, В.Б. Тарабарин, Г.А. Тимофеев, Н.В. Умнов. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование.- М..: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010 г.

  3. Т.А. Архангельская. Учебное пособие для курсового проектирования по теории механизмов и механике машин. Часть 1.- М..: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000 г.

  4. О.О.Барышникова, В.Б. Тарабарин, Л.А.Черная. Силовой расчет..- М..: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001 г.

  5. А.К. Мусатов. Проектирование механизмов с высшими кинематическими парами..- М..: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1989 г.

  6. Г.А. Тимофеев. Проектирование зубчатых передач и планетарных механизмов с использованием ЭВМ..- М..: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1993 г.

















45



Случайные файлы

Файл
19158.rtf
задача 03.doc
referat.doc
105749.rtf
19502.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.