- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Isbn 5-7723-0681-2 Севмашвтуз, 2006 г.
- •1 Знаки, индексы и обозначения
- •2 Общие сведения о зубчатых передачах
- •2.1 Описание зубчатых передач
- •2.2 Виды зубчатых передач
- •2.3 Материалы зубчатых колес и термическая или химико-термическая обработка
- •2.4 Конструкция зубчатых колес
- •2.5 Способы нарезания зубьев
- •2.6 Нормы точности
- •3 Общие положения
- •4 Предварительные параметры передачи
- •5 Выбор материала шестерни и колеса
- •6 Допускаемые напряжения при расчете на прочность
- •6.1 Допускаемое контактное напряжение
- •6.2 Допускаемые напряжения изгиба
- •6.3 Допускаемое напряжение при расчете на контактную прочность при действии пиковой нагрузки
- •6.4 Допускаемое напряжение при расчете на изгибную прочность при действии пиковой нагрузки
- •7 Режимы нагружений и их учет в расчетах на выносливость
- •8 Расчетная нагрузка. Коэффициент нагрузки
- •9 Проектный расчет цилиндрической зубчатой передачи
- •Последовательность расчета
- •9.10 Проверочный расчет на контактную выносливость
- •9.11 Проверочный расчет на выносливость при изгибе
- •9.12 Проверочный расчет на контактную прочность при действии пиковой нагрузки
- •9.13 Проверочный расчет на изгибную прочность при действии пиковой нагрузки
- •10 Особенности расчета открытых цилиндрических и реечных передач
- •11 Особенности расчета соосных редукторов
- •12 Проектный расчет конической передачи с прямыми или круговыми зубьями
- •Последовательность расчета
- •13 Особенности расчета открытых конических зубчатых передач
- •14 Проектирование зубчатых колес
- •14.1 Конструкция цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления
- •14.2 Конструкция вал-шестерней
- •14.3 Конструкция цилиндрических зубчатых колес внутреннего зацепления
- •14.4 Конструкция конических зубчатых колес
- •14.5 Посадка зубчатых колес на валах
- •14.6 Допуски и предельные отклонения размеров цилиндрических зубчатых передач
- •14.7 Шероховатость поверхностей
- •15 Правила выполнения рабочих чертежей зубчатых колес
- •16 Смазывание зубчатых передач
- •Бабкин Александр Иванович Проектирование цилиндрических и конических зубчатых передач
- •Сдано в производство 19.10.2006. Подписано в печать 25.10.2006.
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
6.4 Допускаемое напряжение при расчете на изгибную прочность при действии пиковой нагрузки
Допускаемое напряжение определяют по упрощенной зависимости вида:
,
где – предел выносливости при изгибе (см. табл. 6.3);
–максимальный коэффициент долговечности (= 4 при= 6,= 2,5 при= 9);
–коэффициент, учитывающий частоту приложения пиковой нагрузки (в случае единичных перегрузок = 1,3 при= 6 и= 1,2 при= 9; в случае многократного (до 103) действия перегрузок = 1);
–коэффициент запаса прочности, = 2.
7 Режимы нагружений и их учет в расчетах на выносливость
Режим нагружений передачи. Характеризуется циклограммой (рис. 7.1), где представлены в порядке убывания вращающие моменты , действующие в течение отработки заданного ресурса. Циклограмма моментов позволяет определять– продолжительность действия моментов, больших, и– продолжительность действия момента.
Не предусмотренные в процессе эксплуатации пиковые моменты являются кратковременно действующими (единичными) и не учитываются в расчетах на выносливость. Более того, вследствие неопределенности их значений они не всегда указываются в циклограмме.
Рис. 7.1. Циклограмма моментов |
Статистический анализ нагруженности машин различных типов показал, что при всем многообразии циклограмм моментов (нагрузок) их можно свести к нескольким типовым, если при построении циклограмм использовать относительные координаты и.
Для большинства современных машин характерны, кроме постоянного 0, пять переменных типовых режимов нагружения (рис. 7.2):
тяжелый I - для зубчатых передач горных машин;
средний равновероятностный II и нормальный III - для транспортных машин;
легкий IV и особолегкий V - для универсальных металлорежущих станков.
Расчет по эквивалентным циклам. В расчетах на выносливость переменный режим нагружений заменяют эквивалентным (по усталостному воздействию) постоянным режимом с нагрузкой и ресурсом, где– наибольший вращающий момент, а– эквивалентное число циклов.
Рис. 7.2. Типовые режимы нагружения: 0 - постоянный; I - тяжелый; II - средний равновероятностный; III - средний нормальный; IV - легкий; V - особолегкий |
Замену переменного режима эквивалентным постоянным осуществляют на основе гипотезы линейного суммирования усталостных повреждений.
В расчетах на контактную выносливость переменность режима нагружений учитывают при определении коэффициента долговечности (см. табл. 6.2): вместо назначенного ресурса, в формулу дляподставляют эквивалентное число циклов. В расчетах на выносливость при изгибе для определения коэффициента долговечностивместоподставляют эквивалентное число циклов:
, ,
где ,– коэффициенты эквивалентности по циклам, учитывающие тип режима нагружений и характер накопления повреждений, т.е. принятый в расчетах способ суммирования повреждений. Для типовых режимов нагружений значенияиприведены в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Значения коэффициентов эквивалентности ,.
Номер режима (см. рис. 7.2) |
* | |
0 - постоянный |
1 |
1 |
I - тяжелый |
0,500 |
0,300 / 0,200 |
II - средний равновероятностный |
0,250 |
0,143 / 0,100 |
III - средний нормальный |
0,180 |
0,065 / 0,036 |
IV - легкий |
0,125 |
0,038 / 0,016 |
V - особолегкий |
0,063 |
0,013 / 0,004 |
Примечание: * В числителе при = 6, а в знаменателе при= 9. |
В общем случае их значения вычисляют по формулам:
, .
где ,– корректирующие коэффициенты;– показатель степени кривой усталости.
Обычно полагают, что суммированию подлежат все моменты циклограммы нагружений, а также == 1, что идет в запас прочности.