Дунаев, Леликов_Конструирование узлов и деталей машин_ 2004 (968760), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Предел контактной выносливости сна вычисляют по эмпирическим формулам в зависимости от материала и способа термической обработки зубчатого колеса и средней твердости (НВ,р или НКС,'р) на поверхности зубьев (табл. 2.2). Минимальные значения коэффициента запаса прочности для зубчатых колес с однородной структурой материала (улучшенных, объемно-закаленных) $н — — 1,1; для зубчатых колес с поверхностным упрочнением Бн = 1,2. Коэффициент долговечности Ян учитывает влияние ресурса (2.1) Число Фнс циклов, соответствующее перелому кривой усталости, определяют по средней твердости поверхностей зубьев: Мнс = ЗОНВсраа ( 12 107 Твердость в единицах НКС переводят в единицы НВ: НКС ................ 45 47 48 50 51 53 55 60 62 65 НВ ....................
427 451 461 484 496 521 545 611 641 688 Ресурс Фь передачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения и, мин ', и времени работы Хм ч: Ф„= 60ии,Ьм где и, — число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот (численно равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым), рис. 2.1. 13 В общем случае суммарное время Ьь (ч) работы передачи вычисляют по формуле Ьь = Ь 365Кгод 24Ксг~~ где Š— число лет работы; К „— коэффициент годового использования передачи (К < 1); К, коэффициент суточного использования передачи (К,, < 1).
В соответствии с кривой усталости напряжения одне могут иметь значений меньших она . Поэтому при Рь > Фло принимают Иь = Лно. Для длительно работающих быстроходных пере- дач Ф„> Фло и, следовательно, Ян = 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: Ян = 2,6 для материалов с однородной структурой (улучшенных, объемно-закаленных) и Ян = 1,8 для поверхностно-упрочненных материалов (закалка ТВЧ, цементация, азотирование).
Коэффициент Ял, учитывающий влияние шероховатости сопряженных поверхностей зубьев, принимают для зубчатого колеса пары с более грубой поверхностью в зависимости от параметра Ла шероховатости (Ял — — 1... 0,9). Большие значения соответствуют шлифованным и полированным поверхностям (На = = 0,63... 1,25 мкм). Коэффициент Я„учитывает влияние окружной скорости о (Я„= 1... 1,15).
Меньшие значения соответствуют твердым передачам, работающим при малых окружных скоростях (ь < 5 м/с). При более высоких значениях окружной скорости возникают лучшие условия для создания надежного масляного слоя между контактирующими поверхностями зубьев, что позволяет повысить допускаемые напряжения: Я„= 0,85ьс ' > 1, при Н < 350 НВ; Е„= 0,925оа т > 1, при Н > 350 НВ.
Допускаемое напряжение [о]л для цилиндрических и конических передач с прямыми зубьями равно меньшему из допускаемых напряжений шестерни [о]л, и колеса [о]нг. Для цилиндрических и конических передач с непрямыми зубьями в связи с расположением линии контакта под углом к полюсной линии допускаемые напряжения можно повысить до значения: Юн = при выполнении условия: для цилиндрических передач [о]н < 1,25[о]л;„, для конических передач [о]н < 1,15 [о]н;„, где [о]н;„— меньшее из двух: [о]лп [о]нэ Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни [о]т и колеса [о]гт определяют по общей зависимости (но с подстановкой соответствующих парамет- Таблица 23 Твердость зубьев Способ термической или химико- термической обработки Марка стали ад Мпа на поверхности в сердцевине 45, 40Х, 40ХН, 35Х М < 350 НВ 1,75 НВ, 27 — 35 НК С 600 — 700 < 350 НВ 48 — 52 НКС Улучшение Закалка ТВЧ по контуру зубьев 40Х, 40ХН, 35ХМ' Закалка ТВЧ сквозная (т < 3 мм) 48 — 52 НКС 48 — 52 НК С 500 — 600 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 25ХГМ, 12ХНЗА 750 — 800 Цементацня 57 — 62 НКС 30 — 45 НК С Цементацня с автоматическим регулированием процесса 850 — 950 38Х2МЮА, 40ХНМА 24 — 40 НК С 12 НКСо + + 290 < 67 НКС Азотнрованне ров для шестерни и колеса), учитывая влияние на сопротивление усталости при изгибе долговечности (ресурса),шероховатости поверхности выкружки (пере- ходной поверхности между смежными зубьями) и реверса (двустороннего при- ложения) нагрузки: Иг= огв УзгУнУл/5г (2.2) где Ул,„— — 4 и д = 6 — для улучшенных зубчатых колес; Ул,„= 2,5 и д = 9 для закаленных и поверхностно-упрочненных зубьев.
Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, Фго = 4 10в. Назначенный ресурс АГь вычисляют так же, как и при расчетах по контактным напряжениям. В соответствии с кривой усталости напряжения ог не могут иметь значений меньших ою; . ПоэтомУ пРи 1чь > АГго пРинимают Фе = Иго Для длительно работающих быстроходных передач 1чь > АГго и, следовательно, Ун = 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 Ул, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности между зубьями, принимают: Ул = 1 при шлифовании и зубофрезе- 15 Предел выносливости пап при отнулевом цикле напряжений вычисляют по эмпирическим формулам (табл. 2.3). Минимальные значения коэффициента запаса прочности: для цементованных и нитроцементованных зубчатых колес — Яр = 1,55; для остальных— Яг — — 1,7. Коэффициент долговечности Уп учитывает влияние ресурса: Рис.
2.2 ~'~не р'и ~ ~ь где р,л — — х~ В расчетах на выносливость при изгибе для определения коэффициента дол- говечности г"н вместо Я„подставляют эквивалентное число циклов Фгв. ~РЕ РРЖ~ ~ т т где р,г =х~, 1 0,5 В случае постоянной частоты вращения на всех уровнях нагрузки (и; = и) отношение п;Ьы/(пЬь) равноценно отношению Ьы/Еь или и„;/Иь На основе статистического анализа нагруженности различных машин установлено, что при всем многообразии циклограмм моментов г.пм 1,0 № 0,5 Рис. 2.3 16 т„ ровании с параметром шероховатости 11г ( 40 мкм; )гл = 1,05...
1,2 при полировании (большие значет,=т ния при улучшении и после закалки ТВЧ). Коэффициент г'л учитывает влияние двустот, роннего приложения нагрузки (реверса). При одностороннем приложении нагрузки 1'л — — 1. При реверсивном нагружении и одинаковых нагрузке и т т п п. числе циклов нагружения в прямом и обратном на№а пы правлении (например, зубья сателлита в планетар- ной передаче): гл = 0,65 — для нормализованных № и улучшенных сталей; гл = 0,75 — для закаленных и цементованных; Ул = 0,9 — для азотированных. Учет режима нагружения при определении до- пускаемых напряжений. На рис. 2.2 режим нагружения передачи характеризует циклограмма моментов, которая представляет в порядке убывания вращающие моменты Ть действующие в течение отработки заданного ресурса Лгь циклограмма позволяет определить псп — продолжительность (в циклах нагружения) действия момента Т; при частоте вращения пь а также Ф„; — продолжительность (в циклах нагружения) действия моментов, больших Ть В расчетах на сопротивление усталости действие кратковременного момента перегрузки Т„„, не учитывают, а фактический переменный режим нагружения заменяют эквивалентным (по усталостному воздействию) постоянньгм режимом с номинальным моментом Т(наибольшим из длительно действующих: Т= = Т, = Т на рис.
2.2) и эквивалентным числом Ил циклов нагружения, В расчетах на контактную выносливость переменность режима нагружения учитывают при определении коэффициента долговечности Ян. вместо назначенного ресурса Лгь подставляют эквивалентное число циклов Млк . Таблица 24 2.1Л. Расчет цилиндрических зубчатых передач 1. Межосевое расстояние. Предварительное значение межосевого расстояния а,, мм: а = К(и ~ 1)7~Т, (и, где знак «+» (в скобках) относят к внешнему зацеплению, знак ч — э — к внутреннему; Т, — вращающий момент на шестерне (наибольший из длительно действующих), Н м; и — передаточное число. Коэффициент К в зависимости от поверхностной твердости Н, и Нэ зубьев шестерни и колеса соответственно имеет следующие значения: ...Н,<350НВ Н, >45НКС Н, >45НКС Н, < 350 НВ Н, < 350 НВ Н, > 45 НКС 10 8 6 Твердость Н, ...,,.
Коэффициент К ... 17 (нагрузок) их можно свести к нескольким типовым, если использовать при построении циклограмм относительные координаты: Т;! Т и Еив,/Нь Заменив ступенчатую циклограмму плавной огибающей кривой, получают графическое изображение постоянного (О) и пяти переменных типовых режимов натруженна, характерных для большинства современных машин. На рис. 2.3 переменные режимы обозначены: 1 — тяжелый (работа большую часть времени с нагрузками близкими к номинальной); П вЂ” средний равновероятностный (одинаковое время работы со всеми значениями нагрузки); П1 — средний нормальный (работа большую часть времени со средними нагрузками); 1Ч вЂ” легкий (работа большую часть времени с нагрузками ниже средних); Ч вЂ” особо легкий (работа ббльшую часть времени с малыми нагрузками). Тяжелый режим (1) характерен для зубчатых передач горных машин, средние равновероятностный (П) и нормальный (П1) — для транспортных машин, легкий (1Ч) и особо легкий (Ч) — для универсальных металлорежущих станков.
Значения коэффициентов эквивалентности цн и нг для типовых режимов нагружения приведены в табл. 2А. Таблица 2.5 Окружную скорость е, м/с, вычисляют по формуле: 2па' пт Ю— 6 10 (и~1) Степень точности зубчатой передачи назначают по табл. 2.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
