Расчет и проектирование планетарных коробок передач (1034674), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Для косозубого зацепления при εβ > 1 [3]K Fα =4 + (ε β − 1)(n − 5)4ε α,где n – степень точности передачи по нормам контакта.Если степень точности грубее 9-й, то принимается n = 9. При точности выше 5-й n = 5.Расчет коэффициента КFα при εβ ≤ 1 представлен ГОСТ 21354-87.Коэффициент, учитывающий форму зуба, YFS определяется по графику на рисунке 3.6.2, гдеzv – эквивалентное число зубьев (см.раздел 3.1.4) и x – коэффициент смещения шестерни.Коэффициент, учитывающий наклон зубьев Yβ:70Yβ = 1 для прямозубой передачи;Yβ = 1 − ε ββ140- для косозубой передачи,где β – угол наклона зубьев в градусах.Причем, если угол β > 42º, то коэффициент Yβ принимается равным 0,7.Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, Yε для прямозубой передачи первоначально принимается равным - 1.
Уточненный расчет прямозубой передачи не грубее 8-й степени точности по нормам плавности представлен в приложении 9 ГОСТ 21354-87.Для косозубых передачYε = 0,2 +Yε =0,8εαпри εβ < 1,1εαпри εβ ≥ 1.H1 ≤ 350HB или H2 ≤ 350HBH1 > 350HB или H2 > 350HBРис.3.6.1. Цифры у кривых соответствуют номеру схемы расположения зубчатых колес.71Рис.3.6.2.3.7. Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой.Прочность зубьев, необходимая для предотвращения остаточных деформаций, хрупкогоизлома или образования первичных трещин в поверхностном слое, определяется путем сопоставлением расчетного σFmax и допускаемого напряжений изгиба σFPmax в опасном сечении при действии максимальной нагрузки:σFmax ≤ σFPmaxРасчетное местное напряжение [МПа] определяют по формулеσ F max =FtF maxK FV K F β K Fα YFS Yβ Yεbw mДля упрощенных расчетов значения KFV, KFβ, KFα, YFS, Yβ, Yε берут из расчета на выносливость приизгибе, поэтому можно пользоваться зависимостьюσ F max = σ FFtF maxK= σ F AS .FtF K AKAЗа расчетную нагрузку FFtmax [H] принимают максимальную из действующих за расчетный срокслужбы нагрузок ударного или плавного характера с числом циклов меньше 103.Допускаемое напряжение σFPmax [МПа], определяют раздельно для зубчатых колес пары поформулеσ FP max =σ FStS FStK XF ,где коэффициент КХF определяют по рис.3.3.6;72коэффициент запаса прочности S FSt =1,75.S F''Предельное напряжение зубьев при изгибе максимальной нагрузкой, [МПа]0σ FSt = σ FStYgStYdStгде0σ FSt- базовое значение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной нагрузкой[МПа] (см.табл.3.7.1);YgSt – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба(табл.3.7.2);YdSt – коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной поверхности зуба (табл.3.7.3).Таблица 3.7.1.Вид термообработкиЦементацияЗакалка с повторного нагреваС непосредственного нагреваНитроцементация (савтоматическим регулированием процесса)Закалка с непосредственногонагреваНитроцементацияАзотированиеЗакалка при нагревеТВЧОбъемная закалкаНормализация,улучшениеСквозная до переходной поверхностиСквозная до охватывающей впадиныСтальЛегированная ссодержанием никеля ≥1%Прочая легированнаяЛегированная смолибденомПрочая легированнаяЛегированная безалюминияЛегированная иуглеродистаяЛегированная ссодержанием никеля ≥1%Прочая легироСквознаяваннаяЛегированная ссодержанием ниПо контурукеля более 1%Прочая легированнаяЛегированная с содержанием никеляболее 1%Прочая легированнаяЛегированная и углеродистаяТвердость зубьевВ сердцевине уНа поверхностиоснования0σ FSt, МПа56…62HRCэ56…60HRCэ30…43HRCэ27…32HRCэ280054…60HRCэ30…43HRCэ200056…60HRCэ32…45HRCэ250056…60HRCэ27…45HRCэ2200550…850 HV24…30HRCэ180048…52HRCэУ основания 200…300 НВ1800250048…52HRCэ2250220048…54HRCэ24…30HRCэ180048…52HRCэ25002250200…350 НВ6,5НВ73Таблица 3.7.2.Термообработка и режим шлифованияСквозная закалка с нагревом ТВЧ и объемная закалка• черновой режим зубошлифования• чистовой режим зубошлифованияЦементация с закалкой• черновой режим зубошлифования• чистовой режим зубошлифованияНитроцементация с закалкой• черновой режим зубошлифования• чистовой режим зубошлифованияПри отсутствии шлифования YgSt = 1,00Обработка деформационно-упрочненной переходной поверхности зубьевШлифованнаяНешлифованнаяПри отсутствии деформационного упрочнения YdSt = 1,00YgSt0,951,101,001,050,900,95Таблица 3.7.3.YdSt1,000,9574Глава 4.
Фрикционные элементы управления4.1. Фрикционные материалы, используемые в элементах управленияВ планетарных, а также в некоторых коробках передач с неподвижными осями, для переключения передач используются фрикционные узлы (блокировочные муфты, тормоза), с помощьюкоторых осуществляется полная блокировка и остановка звеньев.Несмотря на существенные отличия в конструкции и способах использования фрикционные узлы имеют много общего, поскольку работа любого из них основана на использовании силтрения.
В то же время каждый тип фрикционных узлов имеет определенную специфику работы,которая должна учитываться при их конструировании и расчете.Опыт проектирования и эксплуатации фрикционных узлов позволяет сформулировать рядтребований, которым они должны удовлетворять для обеспечения требуемой работоспособности идолговечности:1.
Блокировочные муфты и тормоза должны надежно обеспечивать передачу расчетногомомента. В противном случае возникает скольжение, которое приводит к их перегреву и быстромувыходу из строя. Для этого максимальная величина момента трения, возникающего во фрикционном элементе, должна быть выше расчетной на некоторую величину, называемую коэффициентомзапаса.2. Фрикционные узлы должны обладать чистотой выключения. Это требование обеспечивается:•достаточным ходом нажимного диска или концов тормозной ленты, что создает необходимый зазор между трущимися поверхностями в выключенном состоянии элемента управления;•соблюдением допускаемых напряжений смятия в шлицевых соединениях фрикционныхдисков с ведущими и ведомыми барабанами; в противном случае на шлицах появятся вмятины, которые будут препятствовать свободному перемещению дисков в осевом направлении;4.
Должен быть организован хороший теплоотвод от элементов трения, так как их работасопровождается выделением большого количества тепла. Перегрев трущихся деталей приводит ких короблению, усадке и загрязнению масла;4. Силы нормального давления между трущимися поверхностями должны уравновешиваться внутри фрикционного узла и не должны передаваться на подшипники валов.С точки зрения срока службы фрикционного элемента и простоты его эксплуатации важнейшим требованием является высокая износостойкость фрикционного материала, что допускаетповышенные удельные давления, и, следовательно, уменьшает габариты тормоза или муфты.75Вторым важным требованием является высокое значение коэффициента трения, величинакоторого не должна существенно зависеть от скорости скольжения, температуры, удельного давления и степени изношенности поверхностей трения.
Чем выше коэффициент трения, тем меньшепри прочих равных условиях габариты фрикционного узла. Все применяемые во фрикционныхмуфтах и тормозах материалы можно разбить на три группы:•металлические;•неметаллические;•металлокерамические.Из металлических материалов во фрикционных узлах широко применяются различные ста-ли и чугуны.
Они могут работать как в одноименной паре трения (сталь-сталь), так и с другимиметаллическими и неметаллическими материалами (сталь-чугун, сталь-пластмасса, стальметаллокерамика, сталь-материал на целлюлозной основе и т. д.).Пара трения сталь-сталь отличается простотой изготовления, сравнительно высокой износостойкостью и хорошей теплопроводностью. Для изготовления фрикционных дисков применяются стали 40, 45, 65Г, 30ХГСА, У-7, У-8 и др. Иногда для повышения износостойкости поверхностей стальные диски подвергаются химико-термической обработке, например азотированию илисульфоцианированию.При работе всухую пара сталь-сталь имеют коэффициент трения 0,25-0,5. Существеннымнедостатком таких пар трения следует признать их склонность к схватыванию, а также плохуюприрабатываемость, в результате чего контакт по поверхности трения происходит в отдельных зонах, в которых возникает резкое повышение температуры и температурных напряжений, вызывающих коробление и усадку дисков.
В связи с этим для обеспечения требуемой работоспособности пары сталь-сталь необходимо на поверхностях трения задавать сравнительно низкие значенияудельного давления 0,15 - 0,25 мПа при трении всухую и 0,3 - 0,5 мПа при трении в масле.Из неметаллических фрикционных материалов используются различные материалы на основе асбеста, которые обладают сравнительно высокой теплостойкостью (до 400 - 450°С) и имеютв паре со сталью или чугуном при работе всухую коэффициент трения порядка 0,3 - 0,5, а при работе в масле 0,06 - 0,08.
Износостойкость таких материалов соизмерима с износостойкостью чугуна. С целью увеличения теплопроводности фрикционных накладок из асбеста их армируют латунной, медной или алюминиевой проволокой. В качестве связующих веществ при изготовлении асбестовых фрикционных материалов применяют различные смолы, а также синтетический каучук(асбокаучук). Иногда в состав таких материалов вводят различные наполнители, улучшающие ихсвойства. Так, окись цинка улучшает износостойкость; железный сурик повышает коэффициенттрения; графит придает термостойкость; барит стабилизирует коэффициент трения.76Металлокерамические материалы, нашедшие в последнее время широкое применение вофрикционных элементах управления трансмиссий тяжелых машин, не вызывают задиров на поверхности сопряженного диска, не схватываются с ним, обладают хорошей теплопроводностью ивысокими фрикционными свойствами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
