Режим работы передачи и число циклов перемены напряжений

Коэффициенты приведения заданного переменного режима (рисунок 2 ТЗ) к эквивалентному постоянному [2, c.8]:

m = S(T_i / T _max) ^m (L_hi / L_h), (1.7)

где m – показатель степени отношения моментов: m_H = q_H /2; m_F = q_F,

q – показатель степени кривой усталости: q_H = q_F = 6 и тогда m_H =3, m_F = 6.

При расчете по контактным напряжениям s _Н:

m _{Н 1} = m _{Н 2} = m _Н = 1³× 0, 4 + 0, 5³× 0, 2 + 0, 2³× 0, 4 = 0, 457;

при расчете по напряжениям изгиба s _F:

m _{F 1} = m _{F 2} = m _F = 1⁶× 0, 4 + 0, 5⁶× 0, 2 + 0, 2⁶× 0, 4 = 0, 403.

Судя по величинам m _Н и m _F заданный режим работы наиболее приближается [2, c.8, таблица 2.1] к тяжелому типовому режиму.

Требуемая долговечность передачи в часах [2, c.8]:

L_h = 365× 24 k _Г k _C h = 365× 24× 0, 8× 0, 3× 5 = 10512 ч,

где k _Г = 0, 8 – коэффициент годового использования;

k _С = 0, 3 – коэффициент суточного использования;

h = 5 лет – срок службы передачи в годах.

Суммарное число циклов перемены напряжений за весь срок службы [2, c.8]: N _S = 60 ncL_h,

где n – частота вращения зубчатого колеса, мин ^-1;

с – число зацеплений зуба за один оборот зубчатого колеса: [2, c.9] c = 1.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений [2, c.8]:

N_E = m N _S (N_HE = m _Н N _S; N_FE = m _F N _S).

Базовое число циклов перемены напряжений [2, c.9]:

– по контактным напряжениям N_{H lim} = 30 H_m ^{2, 4} £ 120× 10⁶,

где H_m – средняя твердость поверхности зубьев по Бринеллю;

– по изгибным напряжениям: N_{F lim} = 4× 10⁶.

Результаты расчета N _S, N_HE, N_FE, N_{H lim}, представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 – Число циклов перемены напряжений в зубьях

Допускаемые контактные напряжения на сопротивление

Усталости

Расчетное допускаемое контактное напряжение s _НР [2, c.10], МПа:

s _{НР min­} £ s _НР = 0, 45 (s _{НР 1} + s _{НР 2}) £ A s _{НР min}, (1.8)

где А = 1, 25 – для цилиндрической передачи (Т.ст.) и А = 1.15 – для конической передачи (Б.ст.);

s _НРi (i = 1, 2) – допускаемые напряжения в прямых зубьях, МПа;

s _{НР min} - наименьшее из двух значений s _{НР 1} и s _{НР 2}.

Согласно [2, c.9]

s _НРi = s _{Н lim bi} Z_{N i} (Z_RZ_VZ_LZ_X) / S_Hi, (1.9)

где s _{Н lim bi} – базовый предел контактной выносливости зубьев, МПа, [2, c.9]:

– для шестерен z ₁ (закалка ТВЧ)

s _{Н lim b 1} = 17 H_{HRC Э} + 200 = 17× 47, 5 + 200 = 1008 МПа;

– для колес z ₂ (улучшение)

s _{Н lim b 2} = 2 Н_НВ + 70 = 2× 285 + 70 = 640 МПа;

Z_{N i} – коэффициент долговечности [2, c.10] в зависимости от отношения N_{H lim} / N_HE;

S_Hi – коэффициент запаса прочности [2, c.10]:

для z ₁ S_{H 1} = 1, 2; для z ₂ S_{H 2} = 1, 1;

произведение Z_RZ_VZ_LZ_X = 0, 9.

Расчеты по формулам (1.8), (1.9) представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 – Допускаемые контактные напряжения s _НР, МПа

Коэффициенты расчетной нагрузки при расчете по контактным