Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчет на выносливость по контактным напряжениям активных поверхностей зубьев зубчатых колес.




При передаче вращающего момента на контактной линии возникают упругие деформации профилей зубьев, вызывающие контактные напряжения σН. У основания зуба от силы Fn возникают напряжения изгиба σF. Эти напряжения изменяются во времени по прерывистому отнулевому циклу. За время одного оборота колеса t1 зуб находится под нагрузкой в течение времени t2. Для передач средней быстроходности время t1<0,1 с, t2<0,002 c сопоставимо со временем процесса удара. Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломка, поверхностное выкрашивание, износ, заедание.

Поломка зубьев может вызываться большими перегрузками ударного или статического действия или усталостью материала от многократно повторяющихся нагрузок. Поломки от перегрузок часто бывают связаны: а) с концентрацией нагрузки по длине зубьев из-за погрешностей изготовления или больших упругих деформаций валов; б) с износом зубьев, приводящих к их ослаблению и к росту динамических нагрузок; в) с вводом в зацепление на ходу передвижных шестерен.

Трещины обычно появляются у основания зубьев на стороне растянутых волокон. При усталостном разрушении излом имеет вогнутую форму на теле колеса, при разрушении от перегрузки – выпуклую. Зубья шевронных и широких косозубых колес обычно выламываются по косому сечению.

Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев – наиболее распространенный вид повреждений зубьев для большинства закрытых хорошо смазываемых и защищенных от загрязнений зубчатых колес. Выкрашивание заключается в появлении на рабочих поверхностях небольших углублений.

Основные критерии работоспособности зубчатой передачи.

1) контактная прочность рабочих поверхностей зубьев

2) прочность зубьев при изгибе.

Контактная прочность зубьев является основным критерием работоспособности закрытых, обильно смазываемых зубчатых передач. Расчет на контактную прочность включает расчеты на выносливость и на предотвращение рабочих поверхностей зубьев при максимальной нагрузке.

При выводе расчетных формул контакт зубьев рассматривается как контакт 2-х цилиндров с радиусами, равными радиусам эвольвент ρ12.

P – полюс зацепления

Наибольшее контактное напряжение в зоне зацепления определяется по формуле Герца: σр = [(Eприв*q)/(2π(1-μ2)ρ*p)]1/2

q – нормальная нагрузка

q = Fn/b2

b2 – ширина колеса – длина контактной линии

Для реальной нагрузки вводятся поправочные коэффициенты.

k – учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями

k – учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий



khV– коэффициент, учитывающий дополнительные динамические нагрузки

ρприв = ρ12/(ρ12)

ρ1 = (d1/2)sinαω = (d2/2U)sinαω2

В результате получаем формулу проверочного расчета зубчатых передач на контактную прочность (для стали)

σн = 436*[Ft*(U+1)*k*khV/d2b2]1/2 <= [σh]

Получим формулу проектного расчета цилиндрической передачи. Проектный расчет предполагает вычисление главного параметра зацепления. Для этого d2 (делительный диаметр) и b2 выразим через aω

b2 = ψa*aω

ψa – коэффициент ширины колеса, зависит от расположения колеса относительно опор.

a2 = 2aω*U/(U+1)

Ft = 2T2/d2

Проектный расчет:

aω >= 49,5(U+1)[T2 khβ/ (ψaU2h]2)]1/3

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал