Пособие с рисунками (1034673), страница 20

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

Текст из файла (страница 20)

Причем на первых десяти передачах переднего хода направление действия моментасовпадает с направлением момента на ведущем валу коробки передач, а на передаче заднего ходанаправлен в противоположную сторону.Относительная частота вращения МЦК этого ряда на первой передачеnМЦКПР4(I)= nдвср|ω3(I) – ω5(I)| = 1500·|-0,5 - 0,0| = 750 об/мин,где ω3(I) и ω5(I) определяются из таблицы 2 Приложения 3.Относительная частота вращения сателлитов этого ряда на пятой передаче119nСАТПР4(I)= nдвср|ωСАТПР4(I)| = 1500·|0,499| = 748 об/мин,где ωСАТПР4(I) определяется из таблицы 3 Приложения 3.Аналогично определяются обороты МЦК и сателлитов на остальных передачах.

Результатырасчетов представлены в таблице 6.10.Количество циклов перемены напряжений МЦК на первой передаче:NМЦКПР4(I) = 60·nдвср·Тmax· kI|ω3(I)- ω5(I)|·aстПР4 == 60·1500·6000·0,005·|-0,5 - 0,0|·3 = 4,05·106,Количество циклов перемены напряжений сателлитов на первой передаче:NСАТПР4(I) = 60·nдвср·Тmax· kI·|ωСАТПР4(I)| = 60·1500·6000·0,005·0,499 = 1,35·106,где ωСАТПР4(I) определяется из таблицы 3 Приложения 3.Аналогично определяется количество циклов нагружения МЦК и сателлитов на остальныхпередачах. Результаты расчетов представлены в таблице 6.10.Окружная скорость в зубчатом зацеплении МЦК-САТЕЛЛИТ на первой передачеVМЦК −САТПР 4( I ) =π d 2САТПР 4 nдвср ωСАТПР 4( I )60000=π ⋅ 78, 282 ⋅ 1500 ⋅ 0, 49960000= 3,06 м/c.Аналогично определяется окружная скорость на остальных передачах. Результаты расчетовпредставлены в таблице 6.10.Средний момент, передаваемый МЦК планетарного ряда ПР4 на первой передаче,M МЦКПР 4( I ) =a ДВС M двс max K МЦКПР 4( I )aстПР 4=0,65 ⋅ 320 ⋅ 2,0= 138,7 Нм.3где КМЦКПР2(I) определяется из таблицы 4 Приложения 3.Средний момент, передаваемый сателлитом планетарного ряда ПР4 на первой передаче,МСАТПР4(I) = ММЦКПР4(I)·uПР4 = 138,7·1,02 = 70,72 Нм.Аналогично определяется средний момент на остальных передачах.

Результаты расчетовпредставлены в таблице 6.10.120Таблица 6.10.ОборотыnМЦКПР4,об/минКоличествоциклов нагружения,NМЦКПР4×106МЦКОкружнаяскорость взацепленииV МЦК-САТПР4,м/сСредниймомент Mср,НмОборотыnСАТПР4,об/минСателлитКоличествоциклов нагружения,NСАТПР4×10-6Средниймомент Mср,НмПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПередачаVIVIIVIIIIXXЗХ750150022503000------75016,20,081,0243,0583,21134--------4,054,553,011,490,02,976,029,0912,08----------3,06138,769,346,2534,727,7323,119,8317,3315,3913,87-----------138,7748147011117363640,0726147022182948-----------7481,355,296,006,625,240,026,179,4191,6371,4-----------1,35141,570,747,235,428,323,5620,2317,6815,714,15-----------141,5IIIIIIIVV750150011257503750,0-----4,0516,218,220,3---3,066,02-6.4.2.

Допускаемые напряжения для расчета на контактную выносливостьДопускаемые контактные напряжения σHPПР1, МПаσ HPПР1 =σ H limSHZ R ZV K L K ХH .Для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев коэффициент безопасностиSH = 1,2.121Коэффициент ZR, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев. Поскольку длязубчатых колес планетарного ряда ПР1 ранее была назначена шестая степень точности, то в соответствии с таблицей 3.1.4 шероховатость поверхностей зубьев должна быть не менее Ra = 0,63. Тогда по таблице 3.4.2ZR = 1,0.Поскольку начальные диаметры dwМЦКПР1 и dwСАТПР1 меньше 700 мм, тоКХH=1.Коэффициент, учитывающий влияние смазки,KL = 1.Предел контактной выносливости поверхностей зубьев, МПа, соответствующий эквивалентномучислу нагруженийσ H lim = Z Nσ H lim b .Предел контактной выносливости поверхностей зубьев шестерен, соответствующие базовому числу циклов нагружения рассчитывается по зависимостям, представленным в таблице 3.3.1 данногопособия.

Для легированной стали подвергшейся цементации и поверхностной твердостью более56·HRCσНlimb = 23·НRC =23·60 = 1380 МПа.Базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу контактной выносливости, для твердости поверхностей зубьев более 56HRCNHO = 120·106.Коэффициент долговечности определяется в случае, если число циклов напряжений в соответствии с заданным сроком службы NK меньше базового число циклов перемены напряженииNHO, из соотношенияZN =6N HO,N HEа для случая NK > NHO из соотношенияZ N = 20N HO.N HEЭквивалентное число циклов перемены напряжений NНЕ определяется в зависимости от характера циклограммы нагружения рассчитываемого зубчатого зацепления.Как было отмечено ранее планетарный ряд ПР1 работает на пятой и седьмой передачах переднего хода и передаче заднего хода. Причем направление действия нагрузки реверсивно: наседьмой передаче направление действия момента совпадает с направлением момента на ведущемвалу коробки передач, а на пятой передаче и передаче заднего хода направлен в противоположнуюсторону.

Как известно, в реверсивных зубчатых передачах расчеты на контактную прочность ак122тивных поверхностей зубьев для каждой рабочей стороны зуба зубчатого колеса следует производить независимо друг от друга.Расчет для прямого действия нагрузки (седьмая передача)МЦКВ этом случае действующая нагрузка постоянна, и для МЦК первого планетарного ряда всоответствии с таблицей 6.7 количество циклов нагруженияNHE = NК = NМЦКПР1(VII) = 81·106 < NHO =120·106.Поэтому коэффициент долговечностиZN =6120 ⋅ 106= 1,07.81 ⋅ 106Предел контактной выносливости поверхностей зубьев МЦКσ H lim = 1,07 ⋅1380 = 1476,6 МПа.Для твердости поверхности зубьев большей 350НВ коэффициент, учитывающий окружнуюскорость зубчатого венца, определяется по формуле0,050,05ZV = 0,925VМЦК= 0,978;−САТПР1 = 0,925 ⋅ 3,04где значение окружной скорости определяется по таблице 6.7.Допускаемые контактные напряжения для зубьев МЦК первого планетарного ряда, МПаσ HP1 =1476,6⋅ 1,0 ⋅ 0,978 ⋅ 1,0 ⋅ 1,0 = 1203,0 МПа.1,2СателлитыДля сателлитов первого планетарного ряда (см.таблицу 6.7)NHE = NК = NСАТПР1(VII) = 26,78·106 < NHO = 120·106,и коэффициент долговечностиZN =6120 ⋅ 106= 1,28.26,78 ⋅ 106Предел контактной выносливости поверхностей зубьев сателлитовσ H lim = 1,28 ⋅1380 = 1772,0 МПа.Коэффициент, учитывающий окружную скорость зубчатого венца, определяется по формуле0,050,05ZV = 0,925VМЦК= 0,978;−САТПР1 = 0,925 ⋅ 3,04где значение окружной скорости определяется по таблице 6.7.Допускаемые контактные напряжения для зубьев сателлитов первого планетарного рядаσ HP 2 =1772,0⋅ 1,0 ⋅ 0,978 ⋅ 1,0 ⋅ 1,0 = 1444,0 МПа.1, 2123Для косозубых передач расчет зубчатого зацепления следует проводить по условному допускаемому контактному напряжению, МПаσ HPПР1( ПРЯМ ) =22ε α 1δ I σ HPI+ ε α 2δ IIσ HPII.εαКоэффициенты торцевого перекрытия соответственно МЦК и сателлитов первого планетарного ряда εα1 = 0,717 и εα2 = 0,710, коэффициент торцевого перекрытия передачи εα = 1,428(см.раздел 6.2).KI =2ε α 1π2 ⋅ 0,717 ⋅ π== 0, 2073;z1tgα tw 49 ⋅ tg 23,9167K II = K I0,717εα1= 0, 2073= 0, 2093.0,710εα 2K I K I20, 2073 0, 20732δ I = 1 + 0,5 K I − 0,5 −= 1 + 0,5 ⋅ 0,2073 − 0,5−= 0,9958;u3u1,023 ⋅ 1,02K II K II20, 2093 0, 20932−= 1 + 0,5 ⋅ 0.2093 + 0,5−= 1,2340.δ II = 1 − 0,5 K II + 0,5u3u1,023 ⋅ 1,02µk 1 = 1,6 ⋅ 4200200= 1,6 ⋅ 4= 1, 22;HB590µk 2 = 1,6 ⋅ 4200200= 1,6 ⋅ 4= 1, 22;HB590где перевод твердости по Роквелу в твердость по Бринелю можно осуществить с помощью графика на рисунке 3.4.2.Допускаемые контактные напряжения для зоны I σНРI определяются как меньшее из двухзначений:µk1σНР1 =1,22·1203 = 1468 МПаиσНР2 = 1444 МПа,т.е.σНРI = 1444 МПа.Допускаемые контактные напряжения для зоны II σНРII определяются как меньшее из двухзначений:µk2σНР2 =1,22·1444 = 1762 МПаиσНР1 = 1203 МПа,т.е.σНРII = 1203 МПа.Таким образом,σ HPПР1( ПРЯМ )0,717 ⋅ 0,9958 ⋅ 14442 + 0,710 ⋅ 1,234 ⋅ 12032== 1389 МПа.1,428Расчет для реверсивного действия нагрузки (пятая передача и передача заднего хода)МЦК124В этом случае нагрузка, действующая на зубчатое зацепление, переменна и расчет будемпроводить с использованием метода эквивалентных циклов.

Причем изменение нагрузки будемсчитать ступенчатым.При ступенчатом изменении нагрузки эквивалентное число циклов перемены напряженийN HE = µ H N HO .Количество нагружений в соответствии с заданным сроком службы (см.таблицу 6.7)NK = NМЦКПР1(V) + NМЦКПР1(ЗХ) = 32,4·106 + 4,05·106 = 36,45·106 < NHO = 120·106.Кроме того, ступенчатая нагрузка действует в зацеплении при постоянной частоте вращения(см.таблицу 6.7), поэтому для определения коэффициента, учитывающего характер циклограммынагружения, используем следующую зависимость33332M N M N M  N M  Nµ H = ∑  i  Цi = ∑  i  Цi =  МЦКПР1( ЗХ )  МЦКПР1( ЗХ ) +  МЦКПР1(V )  МЦКПР1(V ) =N HON HO1  M H  N HO1  M H  N HO M МЦКПР1( ЗХ )  M МЦКПР1( ЗХ ) in33 69,3  4,05 ⋅ 106  13,87  32,4 ⋅ 106=+= 0,036; ⋅66 69,3  120 ⋅ 10 69,3  120 ⋅ 10где значения моментов и циклов перемены напряжений взяты из таблицы 6.7.Таким образом,NHE = 0,036·120·106 = 4,32·106.ZN = 6120 ⋅ 106= 1,74.4,32 ⋅ 106Предел контактной выносливости поверхностей зубьев МЦКσ H lim = 1,74 ⋅1380 = 2401,0 МПа.Коэффициент, учитывающий окружную скорость зубчатого венца, определяется по формуле0,050,05ZV = 0,925VМЦК= 0,978;−САТПР1 = 0,925 ⋅ 3,04где значение окружной скорости определяется по таблице 6.7.Допускаемые контактные напряжения для зубьев МЦК первого планетарного рядаσ HP1 =2401,0⋅ 1,0 ⋅ 0,978 ⋅1,0 ⋅1,0 = 1957,0 МПа.1,2СателлитыЭквивалентное число циклов перемены напряженийN HE = µ H N HO .Коэффициент, учитывающий характер циклограммы нагружения при постоянной частоте вращения12533332M N M N M  N M  Nµ H = ∑  i  Цi = ∑  i  Цi =  САТПР1( ЗХ )  САТПР1( ЗХ ) +  САТПР1(V )  САТПР1(V ) =N HON HO1  M H  N HO1  M H  N HO M САТПР1( ЗХ )  M САТПР1( ЗХ ) in33 70,7  1,34 ⋅ 106  14,15  10,71 ⋅ 106= 0,012;=+ ⋅ ⋅66 70,7  120 ⋅ 10 70,7  120 ⋅ 10где значения моментов и циклов перемены напряжений взяты из таблицы 6.7.Таким образом,NHE = 0,012·120·106 = 1,43·106.Количество нагружений в соответствии с заданным сроком службы (см.таблицу 6.7)NK = NСАТПР1(V) + NСАТПР1(ЗХ) = 10,71·106 + 1,34·106 = 12,05·106 < NHO = 120·106,поэтому коэффициент долговечностиZN = 6120 ⋅ 106= 2,09.1,43 ⋅ 106Поскольку коэффициент долговечности в случае поверхностного упрочнения зубьев недолжен быть более 1,8, тоZN = 1,8.Предел контактной выносливости поверхностей зубьев сателлитовσ H lim = 1,8 ⋅ 1380 = 2484,0 МПа.Коэффициент, учитывающий окружную скорость зубчатого венца, определяется по формуле0,050,05ZV = 0,925VМЦК= 0,978;−САТПР1 = 0,925 ⋅ 3,04где значение окружной скорости определяется по таблице 6.7.Допускаемые контактные напряжения для зубьев сателлитов первого планетарного рядаσ HP 2 =2484,0⋅ 1,0 ⋅ 0,978 ⋅ 1,0 ⋅ 1,0 = 2024,0 МПа.1,2Условное допускаемое контактное напряжениеσ HPПР1( РЕВ ) =22ε α 1δ Iσ HPI+ ε α 2δ IIσ HPII.εαКоэффициенты торцевого перекрытия соответственно шестерни и колеса εα1 = 0,717 и εα2 == 0,710, коэффициент торцевого перекрытия передачи εα = 1,428 (см.раздел 6.2).KI =2ε α 1π2 ⋅ 0,717 ⋅ π== 0,2073;z1tgα tw 49 ⋅ tg 23,9167K II = K I0,717εα 1= 0, 2073= 0, 2093.εα 20,710126δ I = 1 + 0,5 K I − 0,5K I K I20, 2073 0, 20732−= 1 + 0,5 ⋅ 0, 2073 − 0,5−= 0,9958;u3u1,023 ⋅ 1,02K II K II20, 2093 0, 20932δ II = 1 − 0,5 K II + 0,5−= 1 + 0,5 ⋅ 0.2093 + 0,5−= 1, 2340.u3u1,023 ⋅ 1,02µk 1 = 1,6 ⋅ 4200200= 1,6 ⋅ 4= 1, 22;HB590µk 2 = 1,6 ⋅ 4200200= 1,6 ⋅ 4= 1, 22;HB590где перевод твердости по Роквелу в твердость по Бринелю можно осуществить с помощью графика на рисунке 3.4.2.Допускаемые контактные напряжения для зоны I σНРI определяются как меньшее из двухзначений:µk1σНР1 =1,22·1957 = 2387 МПаиσНР2 = 2024 МПа,т.е.σНРI = 2024 МПа.Допускаемые контактные напряжения для зоны II σНРII определяются как меньшее из двухзначений:µk2σНР2 =1,22·2024 = 2469 МПаиσНР1 = 1957 МПа,т.е.σНРII = 1957 МПа.Таким образом,σ HPПР1( РЕВ ) =0,717 ⋅ 0,9958 ⋅ 20242 + 0,710 ⋅ 1,234 ⋅1957 2= 2106 МПа.1,428Планетарный ряд ПР2Допускаемые контактные напряжения σHPПР2, МПаσ HPПР 2 =σ H limSHZ R ZV K L K ХH .Для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев коэффициент безопасностиSH = 1,2.Коэффициент ZR, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев.

Характеристики

Список файлов учебной работы