Коефіцієнти навантажень

При дії змінних навантажень, коли режим роботи може бути представлений упорядкованим графіком навантаження, коефіцієнт довговічності визначають з рівняння:

_, (1.2)

де Q_екв — еквівалентне навантаження.

Еквівалентне навантаження — це умовне постійне, що має забезпечити бажану довговічність при заданому режимі роботи. Воно може бути визначене з рівняння, що має в основі гіпотезу накопичення пошкоджень від втоми матеріалу в процесі циклічних навантажень.

, (1.3)

де N_o=10⁵÷10⁷ — базова кількість циклів, що відповідає довгочасній границі витривалості більшості машинобудівних матеріалів,

m=6÷9 (в залежності від виду матеріалу).

З врахуванням вищесказаного коефіцієнт довговічності (рівняння 1.2) може бути визначений:

(1.4)

Коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження виникає в результаті неточності виробництва, монтажу а також внаслідок деформацій, що змінюють відносне положення деталей. З рис.1.3 видно, що перекіс деталі, насадженої на вал, викликає нерівномірність розподілу навантаження в зоні посадки та появу на граничній ділянці підвищеного тиску. Таке явище характерне для підшипників, фрикційних передач, зубців коліс механічних передач та тому подібних деталей. Визначається коефіцієнт нерівномірності як:

(1.5)

Рисунок 1.3. Схема нерівномірного розподілення навантаження.

Розрахункове значення k_н для окремих контактуючих пар знаходять з довідникових таблиць.

Коефіцієнт динамічності k_д враховує додаткові навантаження Q_д, які обумовлені кінематичними зазорами в передаточних ланцюгах і виникають внаслідок ударів, вібрацій. Такі явища характерні для кінематичних пар, що мають конструктивні зазори в робочій зоні (зубчаті передачі, шарніри важільних механізмів та т.і.).

(1.6)

Найбільш вірогідні значення k_д можна отримати з експериментальних досліджень. При проектуванні механізмів, робота яких супроводжується вказаним додатковим навантаженням, значення k_д знаходять з відповідних довідникових таблиць по робочій швидкості та точності виготовлення. В інших випадках k_д не враховують.

Коефіцієнт умови передачі навантаження k_у вживають у випадках, коли передача робочого навантаження між ланками механізму відбувається за рахунок тертя. Тоді в якості робочого навантаження виступає Q_ном (або Q_екв), а в якості розрахункового Q_р' необхідна сила притискання. Так, при передачі потужності фрикційною передачею з циліндричними котками (рис.1.4) робочим навантаженням буде колова сила Q_екв, а базовим розрахунковим навантаженням — Q_p'. Коефіцієнт k_y становить:

(1.7)

Рисунок 1.4. Схема фрикційної передачі.

Визначимо k_y для наведеного прикладу. Для забезпечення надійної, без проковзування, роботи передачі необхідно створити з деяким запасом притискання котків. На основі рівняння для сили тертя можемо записати:

_, (1.8)

де β=1,2÷1,25 — запас зчеплення,

f — коефіцієнт тертя.

Використовуючи рівняння (1.7), з рівняння (1.8) отримаємо:

(1.9)

Коефіцієнт режиму роботи визначається динамічністю зовнішнього навантаження (зовнішнього середовища) а також інерційністю мас, що рухаються.

_, (1.10)

де Q_ін — додаткове навантаження, викликане інерційністю рухомих мас.

Коефіцієнт режиму роботи знаходять з довідникових таблиць для певного типу обладнання.

17