Практическая работа Расчет параметров фрикционной передачи

Практическая работа   Расчет параметров фрикционной передачи Реечная передача может применяться в любом оборудовании, где требуется  преобразовать вращательное движение в поступательное ­ начиная с самых  простых, непрецизионных до самых высокоточных станков можно подобрать и применить соответствующую пару зубчатая рейка­шестерня, и получить  требуемые параметры, не жертвуя ни одним ради других. Типичный список  оборудования, где применяются зубчатые рейки:портальные станки с ЧПУ,  установщики SMD­компонентов, промышленные роботы, сварочные  установки с ЧПУ, козловые краны и конструкции, кран­балки и многое  другое.  Автор: Алексей Воробьев, Darxton.ru.                                     Зубчатые рейки и шестерни Возможна поставка зубчатых передач с модульным или метрическим шагом  (величина шага от 0,5 до 25 мм) и с классом точности от 5 до 12. Компоненты зубчатых передач изготовлены из высококачественной  инструментальной стали. Возможные варианты исполнения: закаленная сталь,  нержавеющая сталь, полиамид (для высокоскоростных перемещений без  нагрузки). В процессе изготовления металлические детали передач могут  подвергаться специальной термической или химико­термической обработке. Все поставляемые компоненты отличает традиционно высокий европейский  уровень исполнения. Прецизионные шлифованные пары рейка­шестерня  подбираются индивидуально и проходят индивидуальную подгонку.  Высокоточные конические шестерни со спиральными (паллоидными) зубьями  проходят несколько этапов шлифовки и финишной притирки. Для  достижения необходимой точности отдельные элементы систем собираются  вручную. Дополнительным признаком качества исполнения может служить крайне  низкая шумность работы передач. Модульная и метрическая классификация зубчатых передач Основной размерный параметр зубчато­реечной передачи ­ расстояние (шаг)  между зубьями рейки. Шаг рейки может рассчитываться по метрической или  по модульной системе. В модульной системе расстояние между зубьями рейки рассчитывается по  формуле: m = D/z, где m ­ модуль пары рейка­шестерня, D ­ делительный  диаметр шестерни (диаметр окружности, проходящей через полувысоту зуба  шестерни; для некорригированных зацеплений начальные и делительные  окружности совпадают), z ­ количество зубьев шестерни. Поскольку значение модуля дробное и представляет собой бесконечную  десятичную дробь, для расчетов применяют его округленное значение. В  передачах рейка­шестерня используют общепринятые значения модуля в  пределах от 0,5 до 25 мм. В метрической системе расстояние между зубьями рейки измеряется в  миллиметрах. У каждого производителя есть набор стандартных размеров,  например компания Gudel выпускает зубчатые передачи с шагом 2; 5; 7,5; 10;  12,5; 16; 20; 25 мм. Метрическая система применяется в случаях, когда по технологии  производства передачи зубчатое колесо подбирается под рейку, а модульная ­ наоборот, когда зубчатая рейка подбирается под шестерню. Модульная  система, соответственно, используется преимущественно в производстве  комплектных приводов (серийный мотор­редуктор, шестерня, рейка), а  метрическая ­ для решений в области модернизации или построения  нестандартных машин и механизмов. Классы точности зубчато­реечной передачи Класс точности Накопленная погрешность   на длине 1м, мм 5 0,023 6 0,033­0,040 7 0,06­0,08 8 0,070­0,095 9 0,07­0,10 10 0,22 Алгоритм подбора зубчатой передачи Для правильного определения типа и размера передачи необходимо знать  следующие параметры: •  Область применения •  Режим эксплуатации (требования к защите и коррозионной стойкости  компонентов) •  Перемещаемая масса •  Требуемая точность •  Требуемая скорость перемещения •  Способ монтажа зубчатого колеса •  Тип смазочной системы Комплексное решение от Alpha Getriebebau Одним из наиболее продвинутых решений для систем линейных перемещений  является комплект Alpha Solution от Alpha Getriebebau. Он состоит зубчатой  косозубой рейки класса точности 5e24 (DIN 3961, AGMA 11 ­ накопленная  погрешность не более 12 мкм на 500 мм) и зубчатого колеса,  спроектированного специально под редукторы Alpha серий SP и TP. Это  обеспечивает практически идеальную совместимость трех важнейших  компонентов трансмиссии, легкость расчетов параметров системы и удобство  монтажа. Для подбора компонентов трансмиссии и расчетов параметров системы  рекомендуется использовать специальное программное обеспечения Cymex®  2.1  от Alpha Getriebebau. База данных Cymex® содержит чертежи и  технические характеристики 800 редукторов Alpha и более чем 3200  двигателей крупнейших мировых производителей и дает возможность  моделировать сотни возможных комбинаций простым движением  компьютерной мыши.   Зайти на сайт gudel  можно по ссылке ­ http   ://www.gudel.com/  ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ОТКРЫТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И РЕЕЧНЫХ ПЕРЕДАЧ Открытые цилиндрические передачи выполняют только прямозубыми и  применяют при . Степень точности их изготовления по нормам плавности  контакта обычно 9­я (по ГОСТ 1643­81), Основные размеры передач  прочность. При расчете принимают допускаемые напряжения  и      определяют из расчета на контактную                                          . При любой твердости рабочих поверхностей зубьев открытые передачи  считают прирабатывающимися. Учитывая повышенный износ зубьев открытых передач, значение модуля рекомендуется принимать в 1,5. ..2 раза больший,  чем для закрытых передач тех же размеров.  и  Исходные данные для расчета реечных прямозубых передач: F1­ осевая сила на рейке (окружная сила на шестерне); ν ­ поступательная скорость движения рейки (окружная скорость шестерни); схема положения шестерни относительно опор. Предварительное значение делительного диаметра шестерни                                       Определяют  (см. разд. 4) и  (см. разд. 6), . Меньшее значение ­ при  консольном положении шестерни относительно опор.  Модуль передачи:           Полученное значение  округляют до ближайшего большего (согласно ГОСТ  9563­60). Определяют  (см. разд. 4) и  (см. разд. 6). Число зубьев шестерни               Если  шестерни: , то  надо увеличить до, а    до 14*m . Делительный диаметр                                         Частота вращения шестерни:                                          Для студентов и абитуриентов: скачать реферат или сочинение Снимок  экрана – просто Передача винт­гайка Расчёт винтовой передачи (передача винт­гайка)           42.5                                    0 Исходные данные:Наружный диаметр винта  d , мм               44 Внутренний диаметр винта  d1 , мм                                         40.5 Средний диаметр рабочей поверхности винта  d2 , мм  Диаметр осевого отверстия винта  d3 , мм  Шаг резьбы (ход винтовой линии)  P1 , Н                                         3 Высота гайки h , мм                                                                       30 Число заходов резьбы  z                                                             1 Длинна винта, расстояние от середины гайки до опорной  поверхности головки винта при вывернутом до отказа винте  l  , мм Коэффициент трения в резьбе  f Допускаемое напряжение материала винта   при растяжении­сжатии [  р ] , МПа Развиваемое тяговое усилие Q , Н мм Угол профиля резьбы                                                       30 Допускаемое давление между витками винта и гайки [ q] , МПа   13 Временное сопротивление материала гайки [  вг ] , МПа Временное сопротивление материала винта [  вв ] , МПа Модуль упругости материала винта Е , МПа                                                    0.12                                          510                                        250000 σ α  , град. 370 σ σ         1100         950                          210000  Метод расчёта:   Расчёт произведён теоретическим методом по допускаемому напряжению  растяжения сжатия, по удельному давлению.   Анерьев В.И. Справочник конструктора­машиностроителя:Т.2.­ 8­е изд.,  перераб и доп. ­ М.:Машиностроение,2001­912с. Расчет на прочность деталей машин: Справочник/И.А.Биргер, Б.Ф.Шорр,  Г.Б.Иосилевич.­3­е изд., перераб. и доп.­М.:Машиностроение, 1979,­702с. Область применения расчёта: Данная методика расчёта распространяется на винтовые передачи  (передачи винт­гайка) с прямоугольным и трапецедальным профилем  рабочего витка. Расчёт винтовой передачи (передача винт­гайка). Расчет параметров передачи. Угол подъема винтовой линии резьбы:                            β  = 1,29град.   Угол трения                                                                ρ  = 7,08град.                                            Крутящий момент на гайке для достижения необходимого тягового усилия:                          Mкр = 781,62Н*м                   Расчет винта на прочность. Нормальное напряжение:                         сж = 194,06МПа σ Касательное напряжение:                         кр = 0,06МПа τ Приведенное напряжение:                          σ пр = 194,06МПа Коэффициент запаса прочности по допускаемому напряжению: η  = 2,63 Расчет витков на срез. Коэффициент полноты резьбы болта и гайки. Для трапецеидальной резьбы: k = 0,65 Коэффициент, учитывающий неравномерность деформаций витков по высоте  гайки при наличии в резьбе пластических деформаций и особенности  разрешения резьбы: km = 0,7  Расчетные напряжения возникающие под действием усилия Q вызывающие  срез болта и гайки: τ рг = 132,50МПа τ рб = 143,95МПа Допускаемые пределы прочности материалов болта и гайки на срез: 770,00МПа τ вб = 665,00МПа τ вг =  Сопоставление расчетных и допускаемых напряжения возникающие при срезе: η η срг = 5,81 срб = 4,62 Расчет витков на износостойкость. Рабочая поверхность профиля резьбы: t2 = 1,75мм Среднее давление на рабочих поверхностях витков: q = 106,99МПа Соотношение допускаемого и расчетного средних давлений на рабочей  поверхности витков: η изн = 0,12 Расчет винта на устойчивость. Гибкость стержня: λ  = 36,54 Так как отношение   производиться λ λ  /    пред  ≤ 60 , расчет на устойчивость не  Расчет КПД передачи. Усилие необходимое для преодоления трения в резьбе: Pз = 36782,06Н Работа, которую необходимо совершить за один оборот для преодоления  сил трения и толкания:   Aз = 4911,06Дж Полезная работа домкрата за один оборот: Ап = 750,00Дж                    КПД передачи:            η вп = 0,15 печатать рамку