وزارة السكك الحديدية في الاتحاد الروسي

إدارة شؤون الموظفين والمؤسسات التعليمية

أكاديمية سمارة الحكومية للاتصالات

قسم الميكانيكا

حساب مخروطي قطار العتاد

المبادئ التوجيهية للدورة

"أجزاء الماكينة وأساسيات التصميم"

لطلاب التخصصات 150700 - القاطرات

150800 - عربات

170900 - الرفع ،

البناء و

السيارات على الطرق و

معدات

181400 - النقل الكهربائي

السكك الحديدية.

جمع: تولستونوغوف أ.

Globenko E.V.

نزاروفا إن.

Zharkov M.S.

سمارة 2004

مبادئ توجيهية لتنفيذ أعمال التصميم والجرافيك ومشروع الدورة حول "أجزاء الآلات وأساسيات التصميم" لطلاب التخصصات 150700 ، 150800 ، 170900 / المترجمون Tolstonogov AA ، Globenko EV ، Nazarova NV ، Zharkov M . مع. سمارة ، SamGAPS ، 2004.- 24 ص.

تمت الموافقة في اجتماع القسم ، البروتوكول رقم 3. من 13.10.2004

أعيد طبعها بقرار من مجلس التحرير والنشر للأكاديمية.

من تأليف: تولستونوغوف أندريه أرلينوفيتش ،

Globenko Evgeny Viktorovich ،

نزاروفا ناديزدا فلاديميروفنا ،

زاركوف ميخائيل سيرجيفيتش.

المراجعون: Vasin V.N. ، أستاذ مشارك بقسم OKM SGAU ،

أستاذ قسم الميكانيكا SamIIT Yankovsky V.V.

المحرر: إ

تم التوقيع لطباعة 33.33.2002 Format 60x84 1.16

الكتابة الورقية. كوند. بيتش. ل

تداول 100 نسخة. رقم الطلب

© أكاديمية سمارة الحكومية للنقل بالسكك الحديدية ، 2004.

1. طريقة حساب المخروطية حفز والعتاد 5

اختيار المواد عجلات والعتاد 5

تحديد الضغوط المسموح بها 5

تحديد عدد الأسنان والعدد التروس 6

تحديد قطر الملعب الخارجي للعجلة 7

حساب المعلمات الهندسية للعتاد 8

تحقق حساب الفولتية الاتصال

على الأسطح العاملة للأسنان 9

تعريف القوى في شطبة والعتاد 10

تحقق حساب الأسنان لتحملها

على الانحناء الضغوط 10

يتكون الترس المخروطي (الشكل 2.1) من الترس 1 ، الذي يحتوي على عدد أقل من الأسنان Z1 وعجلة 2 مع عدد كبير من الأسنان Z2 ، يمكن تمثيل الحركة النسبية على أنها متدحرجة دون تحريك بعضها البعض مخروطاتها الأولية (axoids). وتسمى خطوط تقاطع المخاريط الأولية والأسطح الجانبية للأسنان خطوط الأسنان.

التين. 2.1. أنواع التروس المخروطية:

حفز ب - بسن دائري (β n\u003e 0) ؛
في - نوع Zerol (β n = 0) ؛ g - hypoid (β n\u003e 0).

في التروس المشطوفة ، تكون خطوط الأسنان مستقيمة وفي تقاطعها تتقاطع مع محور العجلة (الشكل 2.1 ، أ).

عجلات مخروط الأسنان المنحنية هي من ثلاثة أنواع:

مع أسنان دائرية ، حيث يكون لخطوط الأسنان شكل قوس دائري بزاوية ميل β n\u003e 0 (الشكل 11.1 ، ب) ؛

مع الأسنان المنحنية (نوع Zerol) وزاوية الميل β n = 0 (الشكل 11.1 ، ج) ؛

hypoid ، مع إزاحة محور الطائر بالنسبة إلى محور العجلة وزاوية الميل 0n\u003e 0 (شكل 11.1.d).

تعمل التروس المائلة ذات الأسنان الدائرية على إشراك ما لا يقل عن اثنين من الأسنان في وقت واحد ، مما يضمن على حساب التماس المستمر على شكل السن ، والضوضاء والنعومة حتى عند السرعات الدورانية العالية. في الوقت نفسه ، تزيد الطاقة المنقولة بنسبة 30٪ عن قدرة نقل التروس المخروطية.

عجلات من نوع Zerol ، وكذلك عجلات مشطوفة ، تعمل بأقل قدر من الأحمال المحورية. إنها سهلة الطحن بعد المعالجة الحرارية ، وبالتالي تحقيق دقة عالية. لذلك ، يتم استخدام عجلات من نوع Zerol في التروس عالية السرعة ( <   76 م / ث المستخدمة في بناء الطائرات. يمكن تثبيتها أيضًا في محركات الأقراص حيث تم استخدام عجلات منبهة مسبقًا.

عجلات Hypoid عن طريق زيادة زاوية ميل الأسنان co ومعامل التداخل يعمل بشكل أكثر سلاسة وبدون ضوضاء من نقل الأسنان الدائرية. يتم استخدامها على نطاق واسع في صناعة السيارات ، لأنه بسبب تهجير المحاور ، فإن التروس والعجلات تجعل من الممكن تصميم هياكل سيارات منخفضة.

التين. 2.2. الأشكال الرئيسية لأسنان التروس المائلة:

I - التناقص النسبي ؛ II - مع إزاحة رؤوس المخاريط ؛ ثالثا - عالية على قدم المساواة.

وفقًا لـ GOST 19325-73 ، هناك ثلاثة أشكال من الأسنان في القسم المحوري من التروس المائلة (الشكل 2.2). في الشكل I ، تتزامن قمم مخروطي الفصل والوديان ، ويكون ارتفاع ساق السن أقل نسبيًا من الطرف الخارجي إلى الطرف الداخلي. في الشكل II ، لا تتزامن قمم مخروطي الفصل والأودية ، بينما في الشكل الثالث ، تكون مخروطات التكوين للفصل ، وتجويفات القمم متوازية (أسنان مرتفعة متساوية).

عادة ما تحفز العجلات على تكوين الأشكال I وغالبًا ما تكون الأشكال II. يمكن أن تحتوي العجلات المائلة ذات الأسنان المنحنية على أي من هذه الأشكال. يسمح لك النموذج II بضبط عرض التجاويف وسمك السن بطولها ، إذا لزم الأمر لأسباب تقنية ، أو فيما يتعلق بمتطلبات زيادة قوة أسنان العجلة.

عناصر شطبة والعتاد وترد المعلمات الرئيسية للعجلة واحدة وفقا ل GOST 19325-73 في الشكل. 2.3. في الرسم البياني لمشاركة التروس المائلة مع أسنان الشكل الأول ، تتلاقى مولدات المخروط المنفصل ، وكذلك مخروطات أسطح وقيعان عجلة التروس l والعجلة 2 عند نقطة واحدة O (الشكل 2.3 ، أ). هنا زاوية عبور محاور العجلات (10 °< Σ < 180°).

التين. 2.3. التروس المائلة:

مخطط التروس ب - المعلمات الرئيسية في القسم المحوري

تشمل المعلمات الرئيسية للعجلة المخروطية في القسم المحوري (الشكل 2.3 ، ب):

المسافة الأساسية - A ؛

المسافة من الأعلى إلى مستوى المحيط الخارجي لأطراف الأسنان - B ؛

المسافة من سطح القاعدة إلى مستوى المحيط الخارجي لأطراف الأسنان - C ؛

عرض حلقة العتاد - ب ؛

النقطة الوسطى للسن المستلقية على مولد المخروط الأولي (الفاصل) في منتصف طول السن هي m ؛

مخروط المسافات ، على التوالي ، الخارجية والداخلية والمتوسط ​​- R e ، R i ، R m ؛

الأقطار الخارجية لأسطح وقيعان السن ، على التوالي -d ue ، d fe ؛

قطر الملعب الخارجي - د ه ؛

متوسط ​​قطر الملعب - م م ؛

زاوية مخروط الملعب δ ؛

زوايا المخاريط ، على التوالي ، من القمم والوديان -، a ، δ f ؛

زوايا الرأس والساق في السن ، على التوالي - θ a، θ f؛

زاوية ميل خط السن المنحني إلى المحور عند النقطة m من القسم الطبيعي هي β n؛

ارتفاع السن الخارجي - ح.

معامل السن في منتصف القسم العادي - m n = d · m / Z؛

نسبة التروس للعجلة (z 2) والعتاد (z 1) - u = z 2 / z 1.

من المعلمات الرئيسية للتروس المخروطية ، يمكن ملاحظة أنها أكبر بكثير من معلمات العجلات الأسطوانية. ومع ذلك ، فإن العديد منها له قيمة متغيرة على طول السن ، على سبيل المثال ، ارتفاع السن ، وعرض التجويف ، والأقطار في أقسام مختلفة ، إلخ. هذا يعقد إلى حد كبير منهجية لحساب أدوات قطع العتاد وإعداد عمليات قطع العتاد.

يحسب الترس المخروطي المحفز لصندوق التروس أحادي الطور للاستخدام العام ، شريطة أن تكون القدرة التي تنقلها الترس ، ف 1 = 5 كيلو واط. سرعة الترس ω 1 = 105 rad / s (ن 1 = 1000 دقيقة -1)؛ سرعة العجلات ω 2 = 34 rad / s (ن 2 = 325 دقيقة -1). تحميل نقل ثابت. خدمة الحياة 15000 ساعة

القرار.

لنقل نحن نقدم تستعد إلزامية دون النزوح. يتم تنسيق المعلمات الرئيسية مع GOST 12289-76. المواد والمعالجة الحرارية ودرجة دقة التروس هي نفسها كما في مثال على حساب انتقال حلزوني أسطواني.

نسبة التروس ( نسبة التروس) وفقا للصيغة

نحن نقبل وفقا gost 12289-76 ش = 3.15.

حساب الأسنان والعتاد لقوة الاتصال. تحديد متوسط ​​قطر العتاد الأولي د wm1  وفقا للصيغة



  للقيام بذلك ، نحسب قيم الكميات المدرجة في هذه الصيغة. عزم الدوران تنتقل عن طريق العتاد:



  عامل ψ دينار بحريني = 0.4. في ψ دينار بحريني = 0.4  وصلابة سطح الأسنان NV460  (انظر المثال حساب تحفيز العتاد) وفقًا للجدول 1 أ ، معامل K Hβ = 1.4.

الحد من التحمل التلامسي لأسطح الأسنان lim H lim b = 1014 MPa  (انظر المثال). عامل السلامة ق ح = 1،1. درجة Z R = 0.95. درجة Z v = 1. العدد الأساسي لدورات الإجهاد N H0 = 70 × 10 6. عدد مكافئ من دورات الإجهاد للمعدات حسب الصيغة

للعلاقة N HE / N H0 = 900 × 10 6 / (70 × 10 6) ≈ 11  وفقًا للجدول (الشكل 1) معامل المتانة K HL = 0،9

.

  التين. 1

اتصال الجهد المسموح به وفقا للصيغة

الملعب متوسط ​​قطر العتاد d m1 = d wm1 = 76 مم. إجراء عملية فحص الأسنان من أجل الانحناء وفقا للصيغة



  قبل حساب قيم الكميات المدرجة في هذه الصيغة. سيؤدي حساب الأسنان للثني إلى إنتاج ترس ، حيث أن أسنانها في القاعدة أرق من أسنان العجلة.

عدد أسنان التروس ض 1 = 20. عدد أسنان العجلة بالصيغة

متوسط ​​معامل الأسنان بالصيغة

زوايا الميل من تقسيم التروس المخاريط δ 1  والعجلات δ 2  وفقا للصيغة

  لذلك، δ 1 = 17 ° 40 ′  و δ 2 = 72 ° 20 ′. عرض حلقة العتاد وفقا للصيغة

وحدة الأسنان م  (التقسيم المحيطي الخارجي) وفق الصيغة



  غوست 9563-60 (ST SEV 310-76) تأخذ م = 4 مم  متوسط ​​الوحدة

متوسط ​​القطر الأولي للعتاد وفقا للصيغة

معدل نقل الصيغة

ما يعادل عدد الأسنان والعتاد وفقا للصيغة

  التين. 2

وفقا للجدول (الشكل 2) نسبة شكل الأسنان Y F = 4. عندما صلابة سطح الأسنان NV460  و ψ دينار بحريني = 0.4  وفقا للجدول 1A (الشكل 3) معامل K Fβ = 1.7; عامل الحمل الديناميكي K Fv = 1.1  (انظر الجدول). عامل ψ م  وفقا للصيغة

  التين. 3

تحديد الأسنان والعتاد الإجهاد الانحناء المسموح بها [σ F]  وفقا للصيغة



  للقيام بذلك ، نحسب قيم الكميات المدرجة في هذه الصيغة. حد التسامح للأسنان عند الانحناء lim F lim b = 580 MPa  (انظر علامة التبويب.) ؛ عامل السلامة s F = l ، 7. درجة K Fc = 1. عدد أساسي من دورات الإجهاد N F0 = 4 × 10 6. عدد مكافئ من دورات الإجهاد N FE = N HE = 900 × l0 6. كذلك N F0 = 900 × 10 6\u003e N F0 = 4 × 10 6ثم معامل المتانة K FL = 1.

الجهد الانحناء المسموح به للأسنان المسننة وفق الصيغة

إجراء حساب اختبار الأسنان والعتاد لثني وفقا للمعادلة

وبالتالي ، فإن الأسنان المنحنية للنقل قوية جدًا.

الملعب أقطار العتاد الخارجي د e1  والعجلات د e2  وفقا للصيغة

وفقا ل GOST 12289-76 أقرب قيمة قياسية د e2 = 250 مم  وبالتالي د e2 = 252 مم  يتوافق مع GOST.

عرض أسنان التاج حسب GOST ب = 38 مم.

تحديد حجم الأسنان. وفقًا لـ GOST 13754-81 (ST SEV 516-77) فإن نسبة ارتفاع رؤوس الأسنان ح ؟؟ أ = 1  ونسبة الخلوص الشعاعي للأسنان مع ؟؟ = 0.2.

ارتفاع رؤوس الأسنان

الأسنان ارتفاع القدمين

ارتفاع الأسنان

القطر الخارجي فيرتكس د أي  وقطر جوفاء دى  وفقا للصيغ:
  للعتاد


  للعجلة