Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Расчет на износ затруднен тем, что интенсивность износа зависит от многих случайных факторов, в первую очередь от интенсивности загрязнения смазки . На практике при расчете передач, у которых наблюдается износ зубьев, понижают допускаемые контактные напряжения до значений, установленных на основе опыта эксплуатации подобных конструкций.
* 'Теоретические основы расчета зубьев на изнашивание разработаны Ю. Н. Дроэдовьш (9; 411. Однако дли выполнении практических расчетов по этои методике пока недостаточно данных по интенсивности изнашивания в различных условиях эксплуатации. Ьйр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Основные меры предупреждения износа — повышение твердости поверхности зубьев„защита от загрязнения, применение специальных масел. Заедание (рис. 8.12, в) наблюдается преимущественно в высоконагруженных и высокоскоростных передачах. В месте соприкасания зубьев этих передач развивается высокая температура, способствующая разрыву масляной пленки и образованию металлического контакта.
Здесь происходит как бы сваривание частиц металла с последующим отрывом их от менее прочной поверхности. Образовавшиеся наросты задирают рабочие поверхности зубьев в направлении скольжения. Кромочный удар (см. ниже) способствует заеданию. Меры предупреждения заедания те же, что и против износа. Желательно фланкирование зубьев и интенсивное охлаждение смазки. Эффективно применение противозадирных масел с повышенной вязкостью и химически активными добавками.
Правильным выбором сорта масла можно поднять допускаемую нагрузку по заеданию над допускаемыми нагрузками по другим критериям. Пластические сдвиги наблюдаются у тяжелонагруженных тихоходных зубчатых колес, выполненных из мягкой стали. При перегрузках на мягкой поверхности зубьев появляются пластические деформации с последующим сдвигом в направлении скольжения (см. рис. 8.6). В результате у полюсной линии зубьев ведомого колеса образуется хребет, а у ведущего — соответствующая канавка. Образование хребта нарушает правильность зацепления и приводит к разрушению зубьев.
Пластические сдвиги можно устранить повышением твердости рабочих поверхностей зубьев. Отслаивание твердого поверхностного слоя зубьев, подвергнутых поверхностному упрочнению (азотирование, цементирование, закалка т. в. ч. и т. п.), Этот вид разрушения наблюдается при недостаточно высоком качестве термической обработки, когда внутренние напряжения не сняты отпуском или когда хрупкая корка зубьев не имеет под собой достаточно прочной сердцевины. Отслаиванию способствуют перегрузки. Из всех перечисленных видов разрушения поверхности зубьев наиболее изучено выкрашивание.
Это позволило выработать нормы допускаемых контактных напряжений, устраняющих выкрашивание в течение заданного срока службы. Расчеты по контактным напряжениям, предупреждающие выкрашивание, получили широкое распространение. Специальные методы расчета для предупреждения других видов разрушения поверхности зубьев или еще не разработаны (при пластическом сдвиге, отслаивании), или недостаточно разработаны (при износе, заедании), а поэтому здесь не рассматриваются. Поскольку упомянутые нормы допускаемых контактных напряжений проверяют опытом эксплуатации передач, приближенно можно полагать, что эти нормы учитывают кроме выкрашивания и другие виды повреждения поверхности 126 Ьйр:ИгигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 зубьев. При этом рекомендуют выполнять указанные меры предупреждения повреждений.
В современной методике расчета из двух напряжений ст„и а„за основные в большинстве случаев приняты контактные напряжения, так как в пределах заданных габаритов колес а„остаются постоянными, а сг„можно уменьшать путем увеличения модуля. ~ В.5. Расчетная нагрузка За расчетную нагрузку принимают максимальное значение удельной нагрузки, распределенной по линии контакта зубьев: у = Г„К/1~, (8.4) где Є— нормальная сила в зацеплении; К= Х~ К, — коэффициент расчетной нагрузки; К~ †коэффицие концентрации нагрузки; К,— коэффициент динамической нагрузки; 1~ — суммарная длина линии контакта зубьев.
Концентрация нагрузки и динамические нагрузки различно влияют на прочность по контактным и изгибным напряжениям. Соответственно различают К„, Х„1!, К„, при расчетах по контактным напряжениям и К„, К!,11, Х~, — по напряжениям изгиба. Коэффициент концентрации нагрузки К~. Концентрация или неравномерность распределения нагрузки по длине зуба связана с деформацией валов, корпусов, опор и самих зубчатых колес, а также с погрешностями изготовления передачи. Поясним это сложное явление на примере, учитывающем только прогиб валов. На рис.
8.13 изображено взаимное расположение зубчатых колес при деформированных валах в случаях: симметричного а) Рис. 8 13 127 Ьйр:ИгигзатК-бт.пагод.ги зозбгп®и1.Ьу ~сд:464840172 (рис. 8.13, а), несимметричного (рис. 8.13, б) и консольного (рис. 8.13, в) расположения колес относительно опор. Валы прогибаются в противоположные стороны под действием сил в зацеплении. При симметричном расположении опор прогиб валов не вызывает перекоса зубчатых колес и, следовательно, почти не нарушает распределения нагрузки по длине зуба.
Это самый благоприятный случай. При несимметричном и консольном расположении опор колеса перекашиваются на угол у, что приводит к нарушению правильного касания зубьев. Если бы зубья были абсолютно жесткими, то они соприкасались бы только своими концами (см. рис. 8,13, г, на котором изображено сечение зубьев плоскостью зацепления). Деформация зубьев уменьшает влияние перекосов и в большинстве случаев сохраняет их соприкасание по всей длине (рис.
8.13, д). Однако при этом нагрузка перераспределяется в соответствии с деформацией отдельных участков зубьев (рис. 8.13, е). Отношение Чп>ах/ ~асср = ~~3 > где д, — средняя интенсивность нагрузки. Прй прочих равных условиях влияние перекоса зубьев увеличивается с увеличением ширины колес Ь„, поэтому ее ограничивают (см. ниже). Концентрация нагрузки увеличивает контактные напряжения и напряжения изгиба. Для уменьшения опасности выламывания углов зубьев на практике применяют колеса со срезанными углами (см, рис. 8.13, ж). Если колеса изготовлены из прирабатывающихся материалов (например, стали твердостью ((350 НВ), то концентрация нагрузки постепенно уменьшается вследствие повышенного местного износа.
а) Д) При постоянной на- ~г грузке передачи прират у ботка зубьев может и полностью устранить т т, В) концентрацию нагрузи, 7г и, ки. Переменная нагрузку В ка (рис. 8,14, а) сопро- В вня вВнтавкя ~,ч вождается ступенчатой изменепияиагрузки Ф приработкой зубьев (см. продольное сечение зуба, изображенное на рис. 8.14, б). При ступенчатой приработке концентрация нагрузки снижается лишь частично. Ступенчатая приработка, или огранка зубьев, связана с изменением деформации валов и угла перекоса в зависимости от значения нагрузки. Каждому углу перекоса соответствует своя площадка соприкасания зубьев, образовавшаяся от приработки при данной нагрузке. 128 Ьйр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Благоприятное влияние приработки зубьев на уменьшение концентрации нагрузки проявляется в значительно меньшей степени при высокой твердости поверхности зубьев (>350 НВ), а также в передачах с высокими окружными скоростями (о>15 м/с).
При больших скоростях между зубьями образуется масляный слой, защищающий их от износа. Для уменьшения концентрации нагрузки при высокой твердости зубьев и высоких окружных скоростях рекомендуют применять относительно неширокие колеса или придавать зубьям бочкообразную форму (рис. 8.14, в) путем изменения глубины врезания по длине зуба. При конструировании передачи необходимо учитывать все факторы, влияющие на концентрацию нагрузки, и в первую очередь не применять нежестких валов, опор и корпусов. Расчет коэффициента К~ связан с определением угла перекоса у. При этом следует учитывать не только деформацию валов, опор и самих колес, но также ошибки монтажа и приработку зубьев. Все это затрудняет точное решение задачи.
Для приближенной оценки К~ рекомендуют графики, составленные на основе расчетов и практики эксплуатации (рис. 8.15). Графики рекомендуют для передач, жесткость и точность изготовления которых удовлетворяет нормам, принятым в редукторостроении. Кривые на графиках соответствуют различным случаям расположения колес относительно опор, изображенных на схемах рис, 8.15 (кривые 1а — шариковые опоры, 1Ь вЂ” роликовые опоры). Влияние ширины колеса на графиках учитывают коэффициентом фы — — Ь„/д,. Влияние приработки зубьев учитывают тем, что для различной твердости материалов даны различные графики.
Графики разработаны для распространенного на практике режима работы с переменной нагрузкой и окружной скоростью о<15 м/с. При постоянной нагрузке, при твердости поверхности зуба колеса Нз <350 НВ и о<15 м/с можно принимать К~ —— 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
