Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Выбор допускаемых напряжений
Допускаемые контактные напряжения, МПа, определяют при расчёте зубчатых передач на контактную выносливость согласно ГОСТ 21354-87 отдельно для шестерни, отдельно для колеса и затем для передачи. Допускаемые контактные напряжения при расчете на контактную выносливость определяют согласно ГОСТ 21354-87 по формуле: , (3.2.1) где – предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответст-вующий базовому числу циклов напряжений, МПа; – минимальный ко-эффициент запаса прочности; – коэффициент долговечности; – коэф-фициент, учитывающих вязкость смазочного материала (обычно принима-ют =1); – коэффициент, учитывающий исходную шероховатость сопря-женных поверхностей зубьев; – коэффициент, учитывающий влияние окруж-ной скорости и зависящей от ее значения (его определяют по графику на рис. 3.2.1); – коэффициент, учитывающий разность твёрдости материалов сопря-женных поверхностей зубьев; – коэффициент, учитывающий размер колеса. Значение коэффициента принимают для того колеса, зубья которого имеют более грубую поверхность, в зависимости от параметра шероховатости поверхности: =1 при мкм; =0,95 при мкм; =0,9 при мкм. Коэффициент, учитывающий диаметр d (см. рисунок к табл. 3.1.1) заготовки зубчатого колеса: . (3.2.2) При d < 700 мм принимают =1. В общем машиностроении точность изготовления зубчатых колёс, как правило, не выше класса точности 7, диаметр колес достигает максимум 700 мм, а окружная скорость до 6 м/с. Поэтому формулу (3.2.1) можно использовать в упрощенном виде . (3.2.3) Коэффициент запаса прочности интегрально учитывает приближенный характер расчёта. При отсутствии необходимых фактических статистических данных можно применять следующие минимальные значения: для зубчатых колёс с однородной структурой материала =1,1, с поверхностным упрочнением зубьев =1,2, а для передач, выход из строя которых связан с тяжелыми последствиями, рекомендуется =1,25. Рис. 3.2.1. График для определения коэффициента
Коэффициент долговечности можно определить по графику Рис. 3.2.2. График для определения коэффициента
При , (3.2.4) где – базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости материала; – расчетное число циклов напряжений. Для материалов однородной структуры , для материалов с поверхностным упрочнением . При . (3.2.4.а) Базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости, определяют по графику (рис. 3.2.3) или формуле , (3.2.5) где – поверхностная твердость материала. Расчетное число циклов при постоянном режиме нагружения , (3.2.6) где – частота вращения колеса, по материалу которого определяют допус-тимые напряжения, мин-1; – число зацеплений зуба за один оборот колеса; – расчетный ресурс работы передачи, ч. При переменной нагрузке (при наличии циклограммы нагружения) , (3.2.7) где k – число режимов нагружения; – вращающий момент на i- омрежиме, Н∙м; – максимальный вращающий момент за весь период нагружения, Н∙м; – частота вращения на i- мрежиме, мин-1; – длительность i- ого режима, ч. Предел контактной выносливости поверхности зубьев , соответствующий базовому числу циклов изменения напряжений, определяют по выражениям, приведённым в таблице 3.2.2. В эти формулы подставляют значения твердости материала, выбранные из таблицы 3.1.1. Рис. 3.2.3. График для определения базового числа циклов перемены напряжений
Таблица 3.2.2 Предел контактной выносливости в зависимости от термохимической обработки зубьев
При заданной поверхности обеспечения контактной твердости качество расчетного значения твердости желательно выбирать не минимальное или среднее значение, а наиболее вероятное: , (3.2.8) где – среднее значение твердости; – коэффициент риска; – среднее квадратичное отклонение. Полагая, что разброс значения твердости подчиняется нормальному закону распределения, с достаточной степенью точности имеем ; (3.2.9) , (3.2.10) где , – соответственно максимальное и минимальное значения твердости (см. табл. 3.1.1). Коэффициент риска определяется в зависимости от значения функции , (3.2.11) где – вероятность безотказной работы; – заданная вероятность ресурса работы. В качестве допустимого напряжения при проектном и проверочном расчетах используют: для прямозубых цилиндрических и конических передач – минимальное из допустимых контактных напряжений зубьев шестерни и колеса , определенных по выражению (3.2.1) или (3.2.2); для косозубых, шевронных и конических передач с непрямыми зубьями – значения напряжения, вычисляемое по выражению , (3.2.12) где – меньше из значений и , МПа. При этом должно выполняться условие цилиндрических и конических передач. Рис. 3.2.4. График соотношения твердостей, выраженных в единицах HB, HRC и HV Допустимые напряжения изгиба, МПа, определяют при расчете зубчатых передач на выносливость при изгибе согласно ГОСТ 21354-87 по формуле , (3.2.13) где – предел выносливости зубьев при изгибе, МПа; – коэффициент запаса прочности; – коэффициент долговечности; – опорный коэффици-ент; – коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности; – коэффициент, учитывающий диаметр заготовки зубчатого колеса. Предел выносливости зубьев при изгибе, МПа: , (3.2.13 а) где – предел выносливости зубьев при изгибе, МПа, соответствующий базовому числу циклов напряжений и установленный для от нулевого (пульсирующего) цикла напряжений: определяют в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по таблице 3.2.3; – коэф-фициент, учитывающий технологию изготовления: при выполнении всех усло-вий, предусмотренных в технологии , при отклонении от примечаний в таблице 3.2.3 принимают ; – коэффициент, учитывающий способ полу-чения заготовки колеса: для поковок и штамповок , проката , ли-тых заготовок ; – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зубьев: определяют в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по таблице 3.2.3. Для колес с нешлифованной переходной поверхностью зубьев принимают ; – ко-эффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электро-химической обработки переходной поверхности; определяют в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по таблице 3.2.3. Для зубчатых колес без деформационного упрочнения или электрохимической обра-ботки переходной поверхности принимают ; – коэффициент, учитыва-ющий способ приложения нагрузки ; при одностороннем приложении, при двустороннем приложении . Коэффициент долговечности , (3.2.14) где – базовое число циклов напряжения: для всех сталей ; – число циклов напряжений в соответствии с заданным сроком службы, млн. циклов. Для зубчатых колес из материала однородной структуры, а также закаленных при нагреве ТВЧ со сквозной закалкой и со шлифованной переходной поверхностью независимо от твердости и термообработке зубьев . Тогда . (3.2.15) Для зубчатых колес азотированных, цементированных и нитроцемен-тированных с нешлифованной переходной поверхностью . В этом случае . (3.2.15, а) Если полученное по формулам (3.2.15) и (3.2.15 а) значение коэффициента долговечности меньше нижнего предела или больше верхнего, то для дальнейших расчетов необходимо принимать предельные значения. Для передач, работающих с ресурсом (большинство редукторов принятых объектов общего машиностроения), . Коэффициент , учитывающий градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации напряжений (опорный коэффициент), определяется по формуле . (3.2.16) Для передач объектов общего машиностроения с достаточной степенью точности можно принимать . Коэффициент учитывает шероховатость переходной поверхности. Для шлифования и зубофрезерования при шероховатости поверхности мкм принимают . Для полирования зависимость от термического упрочнения принимают: при цементации, нитроцементации, азотировании (полировании до термохимической обработки) , при нормализации и улучшении , при закалке ТВЧ, когда закаленный слой повторяет очертание впадины между зубьями . Коэффициент, учитывающий диаметр d заготовки зубчатого колеса, определяют по формуле (3.2.17) Коэффициент запаса прочности интегрально учитывает приближенный характер метода расчета. В таблице 3.2.3 приведены значения в зависимости от способа термической обработки. Анализ значений коэффициентов, входящих в формулы (3.2.13) и (3.2.13 а), показывает, что при проектировании передач для допустимые напряжения изгиба с достаточной точностью можно определять по упрощенной формуле (3.2.18) Результаты расчета по упрощенной формуле не повлияют на надежность и прочность проектируемой передачи. Таблица 3.2.3 Приближенные значения , , , (ГОСТ 21354-87)
Окончание табл. 3.2.3
|