П.Ф.Дунаев, О.П. Леликов-Конструирование узлов и деталей машин (П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. Конструирование деталей и узлов машин), страница 3

2.2). 12 чют.Кугварггг-дт.пагод.ги Таблица 22 Минимальные значения коэффициента запаса прочности для зубчатых колес с однородной структурой материала (улучшенных, объемно-закаленных) 45 = 1,1; для зубчатых колес с поверхностным упрочнением Юн = 1,2. Коэффициент долговечности Ул учитывает влияние ресурса Ул = МУр3Л~ при условии 1 к Ул < Ул Число 4улс циклов, соответствующее перелому кривой усталости, определяют по средней твердости поверхностей зубьев: Жлд = ЗОНВ,»~'~ 12 10~. Твердое»ь в единицах НКС, переводят в единицы НВ. НХСЭ ° ° ° ° ° 45 47 48 50 51 5Э 55 60 62 65 НВ......... 425 440 460 480 455 522 540 600 620 670 Ресурс Ж» пезредачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения л, мин и времени работы Х», час: Ж»= 60лцз 2», где л1 — число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот (численно равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым), рис.

2.1. В общем случае суммарное время Х» (в ч) работы передачи вычисляют по формуле Е» = 2 365Х~д24Ку~у, где Х вЂ” число лет работы; Х д — коэффициент годового использования передачи; К,»з — коэффициент суточного использования передачи. В соответствии с кривой усталости напряжения он не могут иметь значений меньших она . Поэтому при Ж» > Лло принимают Жх = Жущ. Для длительно работающих быстроходных передач Ж» э Жло и, следовательно, Ун = 1, что и учитывает первый знак неравенства в формуле (2.1).

Второй знак неравенства ограничивает допускаемые напряжения по условию предотвращения пластической деформации или хрупкого разрушения поверхностного слоя: Ул = 2,6 для материалов с однородной структурой (улучшенных, объемно-закаленных) и Ул =1,8 для поверхностно-упрочненных материалов (закалка ТВЧ, цементация, азотирование). Коэффициент Ух, учитывающий влияние шероховатости сопряженных поверхностей зубьев, принимают для зубчатого колеса пары с более грубой поверхностью в зависимости от параметра Яа шероховатости (УВ = 1 — 0,9). Большие 13 чют.]гугва5ггй-дт.пагод.ги значения соответствуют шлифованным и полированным поверхностям (Яа = 0,63...1,25 мкм).

Коэффипиеит У„учитывает влияние окружной скорости )< (У„= 1...1,15). Меньшие значения соответствуют твердым передачам, работающим при малых окружных скоростях ()<до 5 м/с). При более высоких значениях окружной скорости возникают лучшие условия для создания надежного масляного слоя между контактирующими поверхностюии зубьев, что позволяет повысить допускаемые напряжения: Рис. 21 Ур.= 0,85 Ррл >1, при Н я 350НВ; Уг= 0,925)< ' ~ 1, при гт'> 350НВ.

[о]н = 0,45([о]Н1+ [о]нг) а [о]нмвп при выполнении условия: для цилиндрических передач [<т]н а 1,25[о]н ыб, для конических передач [<т]н ь 1,15 [о]н ы, ГДЕ [О]им1п — МЕНЬШЕЕ ИЗ ДаУХ: [О]Н1, [О]НЬ Допускаемые иапряжеиия изгиба зубьев шестерни [о]и и колеса [<т]рг опреде- ляют по общей зависимости (но с подстановкой соответствующих параметров для шестерни и колеса), учитывая влияние на сопротивление усталости при изгибе долговечности (ресурса), шероховатости поверхности вьп<ружкн (переходной поверхности между смежными зубьями) и реверса (двустороннего приложения) нагрузки: [о]р= она )'нуя гл/он Предел выносливости ол1 при отнулевом цикле напряжений вычисляют по эмирическнм формулам (табл.

2.3). Таблица 23 Способ термической ивн вимако- термнчестей обРаботки Гртппв сталей тве дость ьев осе„, Мпв н» повинности в сердцевине < 350 НВ 48 — 52 НКС 1,75 Нв 600 — 700 45, 40Х, 40ХН 35ХМ ЮХ, 40ХН, 35ХМ < 350 НВ 27 — 35 НКС Улрчзи ение Закалка ТВЧ по ко Закалка ТВЧ сквозная и < 3 мм 48 — 52 НКС 48 — 52 НКС 750 — 800 850 — 950 20Х, 20ХН2М, 18Х1Т, 25ХГМ, 12ХН ЗА емента ня 57 — 62 НКС, 30 — 45 НКС, цементация с автоматическим реомированием процесса < 67 НКС, 24 Ю НКС, 12 НКС + + 29до 3ВХ2Ю, 40ХНМА Азотироваиие 14 Допускаемое напряжение [о] и для цилиндрических и конических передач с прям ыми зубьями равно меньшему из допускаемых напряжений шестерни [о]ш и колеса [о]нг Дая цилиндрических и конических передач с непрямыми зубьями в связи с расположением линии конт акпш под углом к полгосной линии допускаемые напряжения можно повысить до значения; чют.Кугвамй-дт.пагод.ги Минимальные значения коэффивяевта запаса прочности: для цементованных и нитроцементованных зубчатых колес — Юг = 1,55; для остальных — Юг= 1,7.

Коэффициент долговечности гн учитывает влияние ресурса: ун = ЧХДХх, при условии: 1 я ун ь Ъ"н (2.2) где гн = 4 и 4=б — для улучшенных зубчатых колес; гд = 2,5 и 4= 9 для закаленных и поверхностно упрочненных зубьев. Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, Л!га = 4 10~. Назначенный ресурс Л!» вычисляют так же, как и при расчетах по контактным напряжениям. В соответствии с кривой усталости напряжения ог не могут иметь значений меньших оп» . Поэтому при Л» > Л!га принимают )ч» = )Уго Для длительно работающих быстроходных передач Л!» > )»го и, следовательно, 1н = 1, что и учитывает первый знак неравенства в (2.2).

Второй знак неравенства ограничивает допускаемые напряжения по условию предотвращения пластической деформации или хрупкого разрушения зуба. Коэффициент уж учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности между зубьями, принимают: гл = 1 при шлифовании и зубофрезеровании с параметром шероховатости Ял <40 мкм; 1л=1,05...1,2 при полировании (большие значения при улучшении и после закалки »ВЧ). Коэффициент 1л учитывает влияние двустороннего ириложевия ва»рузки (реверса). При одностороннем приложении нагрузки 1л = 1.

При реверсивном нагружении и одинаковых нагрузке и числе циклов нагружения в прямом и обратном направлении (например, зубья сателлита в планетарной передаче): 1л = 0,65— для нормализованных и улучшеннь1х сталей; 1л= 0,75 — для закаленных и цеменгованных; 1л = 0,9 — для азотированных. Учет режвма ва»ружеиия при определевви допускаемых напряжении.

На рис. 2.2 режим натруженна передачи характеризует циклограмма моментов, которая представляет в порядке убывания вращающие моменты Ть действующие в течение отработки заданного ресурса Л1,. Циклограмма позволяет определить п„, — продолжительность (в циклах натруженна) действия момента Т! при частоте вращения пь а также Лм — продолжительность (в циклах натруженна) действия моментов, больших Ть В расчетах на сопротивление усталости действие кратковременного момента перегрузки Т не учитывают, а фактический переменный режим нагружений заменяют эявивялевтвым (по усталостному воздействию) постоянным режимом с номинальным моментом Т(наибольпппч из длительно действующих Т= Т! = Т„ на рис.

2.2) и эквивалентным числом Л!е циклов нагруженил В расчетах на контактную выносливость переменность режима нагружений учитывают при определении коэффициента долговечности ан .. вместо назначенного ресурса Л!» подставляют эквивалентное число циклов )чнл .. б!2 и! ь»! )Унв= НлИ» где Нл=л.! <~ >! — пв 1. В расчетах на выносливость при изгибе для определения коэффициента долговечности гн вместо Л!» подставляют эквивалентное число циклов Л!»в. Т; л в!Ьи Л!»в=нФ»,где не=',г Н вЂ” '1 — „~ ].

! При постоянной частоте вращения на всех уровнях нагрузки (п, = и) отношение и!2»е'(п2») равноценно отношению Х»»/Х» илн пц»/Л!». На основе статистического анализа нагруженности различных машин уста- 15 чют.Кугваргй-дт.пагод.ги Тс г 1В М« Рис. 2.3 Ри. 2.2 новлено, что при всем многообразии циклограмм моментов (нагрузок) их можно свести к несколысим типовым, если использовать при построении циклограмм относительные координаты: ТГ Т, и ьли,у'Л;. Заменив, ступенчатую циклограмму плавной огибающей кривой получают графическое изображение постоянного (О) и пяти переменных типовых режимов нагружения, характерных для большинства современных машин.

На рис. 2.3 переменные режимы обозначены: 1 — тяжелый (работа большую часть времени с нагрузками близкими к номинальной); П— средний равяовероятвостяый (одинаковое время работы со всеми значениями нагрузки); 1П вЂ” средний нормальный (работа болыпую часть времени со средними нагрузками); 1Ъ' — легкии (работа большую часть времени с нагрузками ниже средних); У вЂ” особо легкии (работа большую часп времени с малыми нагрузками). Тяжелый режим (1) характерен для зубчатых передач горных машин, средние равновероятностный (Н) и нормальный (111) — для транспортных машин, легкий (1«') н особо легкий 17) — для универсальных металлорежузцих станков.

Значения коэффишаентов эквивалентности цл и цг для типовых режимов нагружения приведены в табл. 2.4. Таблица 24 2.1.1. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУЕЧАТЬГХ ПЕРЕДАЧ 1. Межосевое расстояние. Предварительное значение межосевого расстояния а ' = Х(и + 1) 4ГТ/и, где знак «+» (в скобках) относят к внешнему зацеплению, знак « — и — к 16 чют.]ТУгвамй-дт.пагод.ги Твердость ТТ... Ье1 < зш НВ ит 5356 Нв 1О ТЬ > 45 НЛС Нт 5350 НВ в 771 >45 НКС Тгт Л45 НКС 6 Кааффициеит К Кру"'Киутс СКОРОСТЬ р, М~С ВЫтШСЛ5тя3т ПО ф 2а лил1 ив 6 16" ]а*1> Степень точности зубчатой передачи назначают по табл. 2.5. Таблица 2.5 Уточняют предварительно найденное значение межосевого расстояния по формуле: а„= Хв(и + 1) ' Кл Тт твв и ] е ] л где Х = 450 — для прямозубых колес; Х, = 410 — для косозубых и шевронных, МПа о; ]о]л — в МПа. ув, — коэффициент ширины при нимжог из ряда стандартных чисел: О, 1; О, 15; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; О,ОЗ в зависимости от положения колес относительно опор: при симметричном расположении 0,315 — 0,5; при несимметричном 0,25 — 0,4; при контрольном расположении одного или обоих колес 0,2 — 0,25.