Приложение 3 (Пример расчета зубчатых зацеплений ПР) (1034496), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

мПа.

4.6. Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой

Планетарный ряд ПР1

Прочность зубьев при изгибе максимальной нагрузкой определяется путем сопоставлением расчетного σ_Fmax и допускаемого напряжений изгиба σ_FPmax в опасном сечении при действии максималь­ной нагрузки:

σ_Fmax ≤ σ_FPmax

Для упрощенных расчетов расчетное местное напряжение можно определять по формуле

.

За расчетную нагрузку F_Ftmax принимают максимальную из действующих за расчетный срок службы нагрузок

Нм.

Значение коэффициента К_{МЦКПР1(ЗХ)} взято из таблицы 4 приложения 4.

Н.

Н (см.раздел 4.5).

σ_F = 164 мПа (см.раздел 4.5).

Коэффициент K_A учитывает внешнюю динамическую нагрузку. Если в циклограмме не учтены внешние динамические нагрузки, то для трансмиссий автомобилей, работающих совместно с многоцилиндровыми поршневыми двигателями, можно принимать

K_A = 1,75.

Допускаемое напряжение σ_FPmax [мПа]

где коэффициент К_ХF =1 (определятся по графику на рис.4.6);

Коэффициент запаса прочности

для проката S''_F =1,15 и

Предельное напря­жение зубьев при изги­бе максимальной нагруз­кой [мПа]

где мПа - базовое значение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной нагрузкой (см.табл.8.1);

Y_gSt = 1,05 – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба (см.табл.8.2);

Y_dSt = 1 – коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной поверхности зуба (см.табл.8.3).

Таким образом

мПа,

мПа

и

Планетарный ряд ПР2

Прочность зубьев при изгибе максимальной нагрузкой определяется путем сопоставлением расчетного σ_Fmax и допускаемого напряжений изгиба σ_FPmax в опасном сечении при действии максималь­ной нагрузки:

σ_Fmax ≤ σ_FPmax

Для упрощенных расчетов расчетное местное напряжение можно определять по формуле

.

За расчетную нагрузку F_Ftmax принимают максимальную из действующих за расчетный срок службы нагрузок

Нм.

Значение коэффициента К_{МЦКПР2(I)} взято из таблицы 4 приложения 4.

Н.

Н (см.раздел 4.5).

σ_F = 212,6 мПа (см.раздел 4.5).

Коэффициент K_A учитывает внешнюю динамическую нагрузку. Если в циклограмме не учтены внешние динамические нагрузки, то для трансмиссий автомобилей, работающих совместно с многоцилиндровыми поршневыми двигателями, можно принимать

K_A = 1,75.

Допускаемое напряжение σ_FPmax [мПа]

где коэффициент К_ХF =1 (определяется по графику на рис.4.6).

Коэффициент запаса прочности

для проката S''_F =1,15 и

Предельное напря­жение зубьев при изги­бе максимальной нагруз­кой [мПа]

где мПа - базовое значение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной нагрузкой (см.табл.8.1);

Y_gSt = 1,05 – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба (см.табл.8.2);

Y_dSt = 1 – коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной поверхности зуба (см.табл.8.3).

Таким образом

мПа,

мПа

и

Расчет на прочность зубьев при изгибе максимальной нагрузкой планетарных рядов ПР1 и ПР2 не имеет смысла, поскольку напряжения при расчете на изгибную выносливость в этих двух рядах превышают допустимые значения.

5. Повторный поверочный расчет на прочность зубчатых колес планетарных рядов ПР3 и ПР4.

В случае, если по какой-либо причине расчетные напряжения превышают, то возможны несколько вариантов исправления возникшей ситуации:

• соответствующим образом корректируется модуль;

• использовать другую комбинацию чисел зубьев шестерен, входящих в состав планетарного ряда

• изменить количества сателлитов;

• увеличить ширину зубчатого венца.

При этом в случае принятия любого из этих вариантов необходимо повторить весь поверочный расчет.

Для планетарного ряда ПР4 действующие изгибные напряжения незначительно превышают допустимые (в 1,17 раза). Поэтому для этого планетарного ряда вполне достаточно воспользоваться только третьим вариантом, т.е. увеличим количество сателлитов. Для этого используем расчеты, представленные в приложении 5. В результате для количества сателлитов равному 6 можно подобрать точно такие же сочетания чисел зубьев, как и в первоначальном варианте (см.табл.5.1.ПР). Это обстоятельство позволяет полностью оставить неизменным для этого ряда расчет геометрии зубчатых колес.

Для планетарного ряда ПР3 действующие изгибные напряжения превышают допустимые более чем в два раза. Поэтому двухкратное увеличение количества сателлитов может не дать требуемого результата. Поэтому помимо увеличения числа сателлитов с 3 до 6, увеличим еще и ширину зубчатого венца.

Как показывает анализ комбинаций сочетаний чисел зубьев шестерен, входящих в планетарный ряд ПР3 (см.приложение 6), для количества сателлитов равному 6 можно подобрать точно такие же сочетания чисел зубьев, как и в первоначальном варианте (см.табл.5.1.ПР). Это обстоятельство позволяет полностью оставить для этого ряда неизменным расчет геометрии зубчатых колес. Кроме того, изменим ширину зубчатых венцов шестерен этого планетарного ряда с 20 мм до 27 мм. Изменение ширины зубчатых венцов отразится в геометрическом расчете тольно на величине коэффициента осевого перекрытия

,

и коэффициенте перекрытия

ε_γПР3 = ε_α + ε_βПР3 = 1,312 + 1,771 = 3,08.

Таблица 5.1.ПР.

5.1. Определение параметров зубчатых зацеплений планетарных рядов ПР3 и ПР4, необходимых для расчета на контактную и изгибную выносливость

Изменение числа сателлитов долно отразиться при расчете параметров зубчатых зацеплений только на значениях моментов, нагружающих зубья, и количестве циклов нагружений МЦК. Остальные параметры останутся неизменными. Поэтому произведем пересчет только величин моментов и количества циклов нагружений.

Планетарный ряд ПР3.

Количество циклов перемены напряжений МЦК на первой передаче:

N_{МЦКПР3(I)} = 60·n_двср·Т_max· k_I|ω_3(I)- ω_2(I)|·a_стПР3 =

= 60·1500·6000·0,005·|0,5-0,0|·6 = 8,10·10⁶,

Аналогично определяется количество циклов нагружения МЦК на остальных передачах. Результаты расчетов представлены в таблице 5.2.ПР.

Средний момент, передаваемый МЦК планетарного ряда ПР3 на первой передаче,

Нм.

Средний момент, передаваемый сателлитом планетарного ряда ПР1 на первой передаче,

Нм.

Аналогично определяется средний момент на остальных передачах. Результаты расчетов представлены в таблице 5.2.ПР.

Таблица 5.2.ПР. Кинематические и силовые параметры планетарного ряда ПР3.

Планетарный ряд ПР4

Характеристики

Список файлов книги