содержание   ..  6  7  8  9   ..

Аскон. Интегрированная система проектирования тел вращения КОМПАС-SHAFT 2D. Руководство - часть 8

Часть III. Расчеты механических передач

Особенности ввода некоторых данных

▼ Вариант схем расположения передачи

Нажмите кнопку Выбрать и укажите схему расположения передачи в перечне предлага!

емых вариантов (рис. 8.8). Для этого или поставьте номер схемы в поле ввода, а затем

нажмите кнопку Да, или дважды щелкните мышью на изображении схемы (например,

рядом с цифрой на рисунке).

Рис. 8.8.

▼ Материал зубчатых колес

Введите значение вручную или нажмите кнопку Выбрать (в этом случае загрузится Мо

дуль выбора материалов, с помощью которого вы сможете указать материал зубчатого

колеса и определить механические свойства этого материала).

▼ Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения σHPmax (МПа) вводятся автоматически, если ма!

териал был выбран при помощи Модуля выбора материалов.

▼ Для зубьев, подвергнутых нормализации, улучшению или закалке:

σHPmax = 2,8 στ ,

где στ — предел текучести материала при растяжении, МПа.

▼ Для зубьев, подвергнутых цементации:

σHPmax = 40 HHRC ,

где HHRC — твердость поверхности зуба в единицах Роквелла.

124

Часть III. Расчеты механических передач

Рис. 8.9.

Особенности ввода некоторых данных на вкладке Страница 1

▼ Предел выносливости по контакту

Предел выносливости по контакту σH lim b вводится автоматически, если материал был

выбран при помощи Модуля выбора материалов.

▼ При HB < 350, нормализации или улучшении:

σH lim b = 2 HHB +70.

▼ При HRC > 56, цементации или нитроцементации:

σH lim b = 23 HHRC.

▼ Предел выносливости по изгибу

Предел выносливости по изгибу σf lim b, соответствующий базовому числу циклов пере!

мены напряжений, вводится автоматически, если материал был выбран при помощи Мо

дуля выбора материалов. Он выбирается из таблицы ГОСТ 21354-87 в зависимости от

марки материала и вида термообработки.

▼ Количество сателлитов

Для простой передачи количество сателлитов равно 1. Для планетарной передачи коли!

чество сателлитов задается для того, чтобы пересчитать количество циклов нагружения

солнечной шестерни.

▼ Коэффициент ограничения усталостных повреждений по контакту и изгибу

Значение вводится автоматически, если материал был выбран при помощи Модуля вы

бора материалов.

По умолчанию задается 0,6, но значение может быть изменено при вводе.

126

Глава 8. Цилиндрическая зубчатая передача внешнего зацепления

▼ Коэффициент запаса прочности (безопасности) по контакту SH

Значение вводится автоматически, если материал был выбран при помощи Модуля вы

бора материалов.

Для зубчатых колес с однородной структурой материала SH = 1,1. Для зубчатых колес с

поверхностным упрочнением SH = 1,2.

Для передач, выход из строя которых связан с тяжелыми последствиями, рекомендуется

приведенные значения увеличивать до 1,25 и 1,35 соответственно.

▼ Коэффициент запаса прочности (безопасности) по изгибу SF

Значение вводится автоматически, если материал был выбран при помощи Модуля вы

бора материалов.

Коэффициент учитывает нестабильность свойств материала зубчатых колес и ответс!

твенность зубчатой передачи. Выбирается в зависимости от марки материала, способа

термической и химико!термической обработки и заданной вероятности неразрушения

по таблице ГОСТ 21354!87.

Так, для сталей 18ХГТ, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 12ХНЗА, 20ХН3А, 30ХН3А (цементация) —

SF = 1,55, а для сталей 38ХС, 45Х, 45 (нормализация, улучшение) — SF = 1,75.

▼ Показатель кривой выносливости qH

Значение вводится автоматически, если материал был выбран при помощи Модуля вы

бора материалов.

Начальные значения принимаются:

▼ по контакту — qH = 6;

▼ по изгибу — qF = 6 — для колес с твердостью поверхности зубьев HB < 350, а также

для колес, закаленных при нагреве ТВЧ с обрывом закаленного слоя у переходной

поверхности, и зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью незави!

симо от твердости и термообработки; qF = 9 — для колес с нешлифованной переход!

ной поверхностью при твердости поверхности зубьев HB > 350 и чугунных колес.

▼ Коэффициент, учитывающий шероховатость

Коэффициент определяется по тому из сопряженных колес, зубья которого имеют бо!

лее грубые поверхности, т. е. в зависимости от класса шероховатости поверхности. Зна!

чения коэффициента приведены в табл. 8.3.

Табл. 8.3. Значения коэффициента, учитывающего шероховатость поверхности

Класс шероховатости поверхности

Коэффициент

>= 7 (Ra = 1,25...0,63)

1,00

6 (Ra = 2,5...1,25)

0,95

4...5 (Ra = 40...10)

0,90

По умолчанию задается значение 1,0.

▼ Базовое число циклов при изгибе

По умолчанию задается NFO = 4 млн. циклов.

127

Часть III. Расчеты механических передач

2. Для управления расчетом и данными используйте кнопки инструментальной панели (см.

раздел 7.1.3 на с. 116).

3. Введите данные на вкладке Режимы нагружения (рис. 8.10).

Рис. 8.10.

Особенности ввода некоторых данных на вкладке Режимы нагружения

Значения исходной нагрузки, вызывающей напряжения изгиба, и исходной нагрузки,

вызывающей напряжения контакта, вводятся по отдельности, но по умолчанию прини!

маются равными.

4. Для управления списком режимов нагружения используйте кнопки инструментальной

панели (см. раздел 7.1.3 на с. 116).

128

Глава 9.

Цилиндрическая зубчатая передача

внутреннего зацепления

С помощью системы КОМПАС SHAFT 2D V6 можно рассчитывать зубчатые цилиндричес!

кие эвольвентные передачи внутреннего зацепления с постоянным передаточным отно!

шением, зубчатые колеса которых соответствуют исходным контурам с равными дели!

тельными номинальными толщиной зуба и шириной впадины, без модификации

головки зуба, при обработке колес исходной производящей рейкой или долбяком.

Вам предлагается три вида расчетов, которые нужно выполнять последовательно:

▼ Расчет геометрии (ГОСТ 19274!73 «Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные

внутреннего зацепления. Расчет геометрии»);

▼ Расчет на прочность (ГОСТ 21354!87 «Передачи зубчатые цилиндрические эвольвент!

ные внешнего зацепления. Расчет на прочность», книга «Зубчатые передачи. Справоч!

ник» под общ. ред. Е. Г. Гинзбурга);

▼ Расчет на долговечность (по методу эквивалентных напряжений).

Рис. 9.1.

Нажмите в окне Расчеты цилиндрической зубчатой передачи внутреннего за

цепления (рис. 9.1) кнопку, соответствующую виду расчета.

9.1.

Геометрический расчет

В результате геометрического расчета определяются основные параметры зубчатых ко!

лес, выполняется расчет размеров для контроля и проводится проверка качества зацеп!

ления по геометрическим показателям.

129

Часть III.

Расчеты механических передач

9.1.1.

Варианты расчета

Выберите необходимый вариант ввода исходных данных (рис. 9.2).

Вариант 1. Задано межосевое расстояние aw. Определяется

суммарный коэффициент смещения x, значение которого раз!

бивается на x1 и x2.

Вариант 2. По заданным коэффициентам смещения x1 и x2 по

рекомендациям ГОСТ 16532!70 принимаются начальные значе!

ния коэффициентов смещения в зависимости от числа зубьев

z.

Рис. 9.2.

Вариант 3. Заданы диаметры вершин колес da1, da2. Определяются x1 и x2. Расчет гео!

метрии выполняется по ГОСТ 16532!70 «Передачи зубчатые цилиндрические эвольвент!

ные внешнего зацепления. Расчет геометрии».

9.1.2.

Описание расчета

Поля ввода исходных дан!

ных располагаются на двух

вкладках — Страница 1 и

Страница 2. Перейти на

вторую вкладку и выпол!

нить расчет вы сможете

только после ввода всех

данных на первой вкладке.

Данные на вкладке Пред

мет расчета (описательная

информация о расчете) пос!

тоянны для всех видов рас!

чета передачи

(геометрия,

прочность, долговечность).

1. Введите данные на

вкладке Страница

1

(рис. 9.3).

Рис. 9.3.

Особенности ввода некоторых данных на вкладке Страница 1

▼ Модуль

Значения Модуля стандартизованы (см. табл. 8.1 на с. 120), но может быть введено и

произвольное значение.

130

Глава 9. Цилиндрическая зубчатая передача внутреннего зацепления

▼ Стандартный исходный контур (ГОСТ 13755 68)

Параметры 4-7 (см. рис. 9.3 на с. 130) вводятся автоматически в соответствии с

ГОСТ 13755-68 и составляют:

▼ Угол профиля зацепления — 20;

▼ Коэффициент высоты головки зуба — 1,0;

▼ Коэффициент радиального зазора — 0,25;

▼ Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой в граничной точке профиля зу

ба — 0,38.

▼ Коэффициент смещения исходного контура

В случае выбора второго варианта расчета Коэффициент смещения исходного контура

для каждого колеса можно ввести автоматически по рекомендациям ГОСТ 16532-70:

▼ при z > 30

x = 0;

▼ при 20 < z < 30

x = 0,3;

▼ при z < 20

x = 0,5, но при этом считается минимально допустимое значение

смещения xmin, и, в случае если xmin > x, принимается xmin.

Для этого нужно нажать кнопку Рассчитать.

Если установить курсор в поле ввода Коэффициента смещения исходного контура и на!

жать клавишу <F10>, одновременно будут автоматически рассчитаны и введены коэф!

фициенты смещения для обоих колес, а также подобраны диаметры ролика (шарика)

для обоих колес.

▼ Диаметр ролика (шарика)

Диаметр можно задать разными способами:

▼ ввести с помощью клавиатуры;

▼ выбрать из списка стандартных значений, который открывается при нажатии кнопки

Рассчитать;

▼ автоматически подобрать по значению модуля — нажать клавишу <F3>;

▼ автоматически подобрать по значению модуля для обоих колес — нажать клавишу

<F10>; при этом одновременно будут рассчитаны и введены диаметры роликов для

обоих колес, а при втором варианте расчета (см. раздел 9.1.1 на с. 130) — и коэф!

фициенты смещения исходного контура.

▼ Вид обработки

В случае смены вида обработки на обработку долбяком, необходимо выбрать число зу!

бьев долбяка (см. ниже).

▼ Характеристика инструмента (число зубьев долбяка)

Подбор долбяка осуществляется в специализированном диалоге (рис. 9.4), который

можно вызвать нажатием кнопки Выбрать.

Предпочтителен выбор долбяка с наибольшим количеством зубьев.

Если передача косозубая, то угол наклона зубьев будет установлен в соответствии с уг!

лом наклона зубьев долбяка.

131

Часть III. Расчеты механических передач

▼ Число зубьев солнечной шестерни (Zs)

и количество сателлитов (Ns)

Для планетарной передачи выполняется конт!

роль следующих условий.

▼ Условие соосности:

(Zs + Z1) = (Z2 + Z1).

▼ Условие сборки:

Zs + Z2

Zs + Z2





=

Floor

, МПа,

Ns



Ns



где Floor — функция определения ближайше!

го целого, меньшего, чем аргумент.

▼ Условие соседства сателлитов:

π

(

Zs + Z1

)

× sin ----

>(

Z1

+2).

Ns

Рис. 9.4.

Рис. 9.5.

2. Введите данные на вкладке Страница 2 (рис. 9.5).

Особенности ввода некоторых данных на вкладке Страница 2

▼ Коэффициент смещения исходного контура

В случае выбора первого варианта расчета — по межосевому расстоянию (см. раздел

9.1.1 на с. 130) — на второй странице вводятся значения коэффициентов смещения для

каждого колеса с учетом суммарного коэффициента смещения. При этом, используя

132

Глава 9. Цилиндрическая зубчатая передача внутреннего зацепления

контекстное меню поля Коэффициент смещения исходного контура, можно выпол!

нить расчет:

▼ x1 по x2;

▼ x2 по x1;

▼ x1 и x2 из условия равнопрочности зубьев шестерни и колеса.

При нажатии кнопки Рассчитать для каждого из колес коэффициент смещения будет

рассчитан по коэффициенту смещения другого колеса зубчатой передачи — x1 по x2, x2

по x1.

▼ Диаметр вершин зубьев со срезом

Для ведущего колеса Диаметр вершин зубьев со срезом должен быть всегда равен или

меньше номинального (расчетного) диаметра вершин зубьев, а для ведомого — равен

или больше номинального (расчетного) диаметра вершин зубьев.

3.

Для управления расчетом и данными используйте кнопки инструментальной панели (см.

раздел 7.1.3 на с. 116).

В случае невыполнения каких!либо показателей качества зацепления выдаются инфор!

мационные сообщения с рекомендациями по дальнейшим действиям.

Для зубчатого колеса, спроектированного с нарушением показателей качества зацепле!

ния, могут возникнуть сложности при генерации трехмерной твердотельной модели.

9.2.

Расчет на прочность

Порядок расчета и особенности ввода исходных данных при расчете зубчатого колеса на

прочность рассмотрены в разделе 8.2 на с. 123.

9.3.

Расчет на долговечность

Порядок расчета и особенности ввода исходных данных при расчете зубчатого колеса

на долговечность рассмотрены в разделе 8.3 на с. 125.

Отличительная особенность при расчете шестерни внутреннего зацепления — отсутс!

твие необходимости вводить параметры планетарной передачи.

133

Глава 10.

Коническая передача с круговыми зубьями

С помощью системы КОМПАС SHAFT 2D V6 можно рассчитывать конические передачи с

круговыми зубьями внешнего зацепления с межосевыми углами от 10° до 150°, углом

наклона зуба от 0° до 45° и с прямолинейным профилем исходного контура.

В основу расчета положены методики ГОСТ 19326-73 «Передачи зубчатые конические с

круговыми зубьями. Расчет геометрии», справочника «Зубчатые передачи» (под ред.

Е.Г. Гинзбурга) и методики, разработанные в расчетно!вычислительном центре акцио!

нерного общества «Специальное конструкторское бюро машиностроения» (г. Курган).

Вам предлагается три вида расчетов, которые нужно выполнять последовательно:

▼ Геометрический расчет;

▼ Расчет на прочность;

▼ Расчет на долговечность.

Рис. 10.1.

Нажмите в окне Расчеты конической передачи с круговыми зубьями (рис. 10.1)

кнопку, соответствующую виду расчета.

10.1. Геометрический расчет

В результате геометрического расчета определяются основные параметры зубчатых ко!

лес, выполняется расчет размеров для контроля и проводится проверка качества зацеп!

ления по геометрическим показателям.

10.1.1. Варианты расчета

Выберите необходимый вариант ввода исходных данных (рис. 10.2).

134

Глава 10. Коническая передача с круговыми зубьями

Вариант 1. Задан средний нормальный модуль.

Вариант 2. Задан внешний окружной модуль.

Вариант 3. Заданы диаметры вершин колес da1, da2. Этот ва!

риант является «ремонтным» и применяется, когда необходи!

мо изготовить зубчатую пару взамен изношенной, а ее модуль

неизвестен. Исходными данными в таком случае будут числа

зубьев и внешний диаметр вершин колеса. В результате пер!

Рис. 10.2.

вичного расчета будет определен приближенный средний нор!

мальный модуль передачи, который при повторном расчете может быть приближен к

стандартному значению.

10.1.2.

Описание расчета

Поля ввода исходных данных располагаются на двух вкладках — Страница 1 и Стра

ница 2. Перейти на вторую вкладку и выполнить расчет вы сможете только после ввода

всех данных на первой вкладке. Данные на вкладке Предмет расчета (описательная ин!

формация о расчете) постоянны для всех видов расчета передачи (геометрия, про!

чность, долговечность).

1.

Введите данные на вкладке Страница 1 (рис. 10.3).

Рис. 10.3.

Особенности ввода некоторых данных на вкладке Страница 1

▼ Модуль

Значения Модуля стандартизованы (см. табл. 8.1 на с. 120), но может быть введено и

произвольное значение.

135

Часть III. Расчеты механических передач

▼ Стандартный исходный контур (ГОСТ 13755-68)

▼ Угол профиля зацепления — 20;

▼ Коэффициент высоты головки зуба — 1,0;

▼ Коэффициент радиального зазора — 0,25;

▼ Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой в граничной точке профиля зу

ба — 0,38.

▼ Осевая форма зуба

Выбор Осевой формы зуба осуществляется в специализированном диалоге (рис. 10.4),

который вызывается нажатием кнопки Выбрать.

При выборе осевой формы

зуба следует обратить внима!

ние на удовлетворение рас!

четных значений табличным

ограничениям, существую!

щим для соответствующих

форм зуба.

Рис. 10.4.

▼ Ширина зубчатого венца

При вводе ширины зубчатого венца проверяется соответствие ширины венца модулю и

конусному расстоянию.

▼ Для колес с осевой формой зуба I и II при среднем угле наклона >20°:

B < 0,3Re и B < 0,35R;

B < 10Mt e и B < 14Mn.

▼ Для колес с осевой формой зуба III, а также для колес с любой формой зуба при

среднем угле наклона <20°:

B < 0,25 Re и B < 0,3 R;

B < 8 Mt e и B < 12 Mn ,

где B — ширина венца,

Re — внешнее конусное расстояние,

Mte — внешний окружной модуль,

R — среднее конусное расстояние,

Mn — средний нормальный модуль.

136

Глава 10. Коническая передача с круговыми зубьями

Справку о максимальном допускаемом значении ширины венца можно получить, нажав

кнопку с изображением вопросительного знака.

При нажатии клавиши <F3> в поле Ширина венца автоматически подставляется макси!

мальное допускаемое значение ширины.

При нажатии клавиши <F10> выполняется одновременная подстановка значений макси!

мальной допускаемой Ширины венца, Коэффициента смещения расчетной толщины и

Коэффициента изменения расчетной толщины.

▼ Коэффициенты смещения расчетной толщины

и изменения расчетной толщины

Расчетные значения данных коэффициентов могут быть получены в соответствии с ре!

комендациями ГОСТ 19624-74 и автоматически подставлены в соответствующие поля

ввода при нажатии клавиши <F3> или кнопки Рассчитать.

При нажатии клавиши <F10> выполняется одновременная подстановка значений Коэф

фициента смещения расчетной толщины, Коэффициента изменения расчетной толщи

ны и максимальной допускаемой Ширины венца.

▼ Вид обработки

▼ Односторонний метод — выпуклую и вогнутую стороны зубьев обоих колес обра!

батывают отдельно, каждую своей односторонней (с одной группой резцов) голо!

вкой. Метод позволяет получать наиболее благоприятный контакт, но малопроизво!

дителен. В основном применяется для изготовления колес с I и III осевыми формами

зубьев.

Односторонние методы обработки:

Однономерный способ нарезания. Применяется при индивидуальном и мелкосе!

рийном производстве конических пар с углом наклона от 0 до 40° и передаточным

числом от 1 до 40. При этом требуется сокращенный комплект резцовых головок.

Многономерный способ нарезания. Не рекомендуется для применения, так как

требуется большое количество резцовых головок с различным номером резцов.

При наличии станка с наклоняющимся шпинделем, способ можно применить, сде!

лав дополнительный расчет.

▼ Двусторонний метод — вогнутую и выпуклую стороны зубьев большого колеса

нарезают одновременно, двусторонней (с двумя группами резцов) головкой, а сторо!

ны зубьев малого колеса обрабатывают раздельно, двумя односторонними головка!

ми. Метод позволяет получать достаточно благоприятный контакт и является более

производительным. В основном применяется для обработки колес со II осевой фор!

мой зуба.

Двусторонние методы обработки:

Однономерный способ нарезания. Рекомендуется для производства конических

пар небольшими повторяющимися партиями. При этом требуется сокращенный

комплект резцовых головок.

Многономерный способ нарезания (метод постоянной настройки). Является ос!

новным и наиболее распространенным методом массового и крупносерийного

производства конических пар.

2.

Введите данные на вкладке Страница 2 (рис. 10.5).

137

Часть III. Расчеты механических передач

Рис. 10.5.

Особенности ввода некоторых данных на вкладке Страница 2

▼ Выбор типа и параметров зуборезной головки

Выбор осуществляется в специализированном диалоге, вызываемом при нажатии

кнопки Выбор типа и параметров зуборезной головки (рис. 10.6).

Выбор головки может быть осуществлен:

Рис. 10.6.

▼ из ограниченных комплектов (дюймовые или метрические);

▼ из полного комплекта.

В случае выбора из ограниченного комплекта будет

предложен полный список головок из этого комп!

лекта с отметками о допустимости применения

каждой из головок (рис. 10.7).

Если строка с параметрами головки отмечена зеле!

ным индикатором — головку можно использовать,

если красным — нет.

Рис. 10.7.

138

Глава 10. Коническая передача с круговыми зубьями

В случае выбора из полного комплекта в специ!

альном диалоге (рис. 10.8) необходимо ввести

развод резцов и диаметр нестандартной зуборез!

ной головки.

Рис. 10.8.

▼ Развод резцов

Развод резцов вводится только при одностороннем методе обработки. При нажатии

кнопки Рассчитать он может быть автоматически введен в соответствии с рекоменда!

циями ГОСТ 11902-77 (табл. 10.1).

Табл. 10.1. Развод резцов зуборезных головок

Развод резцов, мм

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

Диаметр головки, мм

0,20

0,25

0,32

0,40

0,50

0,60

Развод резцов, мм

1,25

1,375

1,50

1,75

2,00

2,25

2,50

2,75

Диаметр головки, мм

0,80

0,90

1,00

1,10

1,30

1,40

1,60

1,80

Развод резцов, мм

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

7,00

8,00

Диаметр головки, мм

2,00

2,20

2,60

2,80

3,20

3,60

4,00

4,60

5,20

Развод резцов, мм

9,00

10,00

11,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

22,00

25,00

Диаметр головки, мм

6,00

6,50

7,00

8,00

9,00

10,00

12,00

13,00

14,00

16,00

В результате выбора номера резца будет скорректирован угол наклона зубьев.

▼ Диаметр зуборезной головки

Диаметр зуборезной головки вы можете ввести при помощи клавиатуры или выбрать из

списка возможных вариантов, который откроется при нажатии кнопки Выбрать. Заме!

тим, что при использовании кнопки Выбрать предлагаются только головки, удовлетво!

ряющие всем ограничивающим условиям.

В случае выбора многономерного способа обработки перед выбором зуборезной голо!

вки в специальном диалоге

(рис. 10.9) осуществляется подбор номера резца по

ГОСТ 11902-77.

139

Часть III. Расчеты механических передач

После выбора номера резца из раскрывающегося

списка будет скорректирован угол наклона зубьев.

Нажмите кнопку ОК, чтобы вернуться в окно выбо!

ра параметров нестандартной зуборезной головки.

Рис. 10.9.

3. Нажмите кнопку Расчет на панели инструментов окна Геометрический расчет

(рис. 10.5 на с. 138). Раскроется окно, в котором нужно будет ввести величину предна!

меренного смещения измерительного сечения (рис. 10.10).

Величина преднамеренного смещения изме!

рительного сечения L’’x

(рис. 10.11) может

быть задана одним из способов:

▼ определена по внешнему диаметру вер!

шин зубьев со срезом D'ae;

▼ введена прямым указанием.

Если вы выбрали первый вариант ввода дан!

ных, задайте значения диаметров вершин зу!

бьев со срезом ведущего и ведомого колес.

Нажмите кнопку OK.

Рис. 10.10.

Если вы выбрали второй вариант ввода дан!

ных, нажмите кнопку Непосредственно. За!

тем введите величины преднамеренного сме!

щения измерительного сечения на ведомом и

на ведущем колесах

(рис. 10.12). Нажмите

кнопку OK.

Рис. 10.11.

4. Для управления расчетом и данными ис!

пользуйте кнопки инструментальной па!

нели (см. раздел 7.1.3 на с. 116).

В случае невыполнения каких!либо показате!

лей качества зацепления выдаются информа!

ционные сообщения с рекомендациями по

дальнейшим действиям.

Рис. 10.12.

140

содержание   ..  6  7  8  9   ..