Выбор рационального способа восстановления зубчатых колес

Рациональный способ восстановления зубчатого колеса выбирается исходя из расчетной величины вероятности безотказной работы зубчатой передачи Р для каждого из рассмотренных выше способов восстановления. Предпочтение отдается методу восстановления, для которого расчетное знамение Р является максимальным Р = Р_max.

Для широкого круга зубчатых передач, у которых наиболее опасны усталостные разрушения, вероятность безотказной работы определяем как произведение вероятностей безотказной работы по отдельным критериям [6]

;

(6.1)

где Р_Н и P_F -вероятность безотказной работы по критерию сопротивления усталости при контакте и изгибе соответственно.

Вероятность безотказней работы Р_Н по критерию сопротивления контактной усталости определяется как вероятность того, что контактное напряжение не превышает предела контактной выносливости

Контактное напряжение , МПа, действующее в полюсе зацепления, определяем по формуле

;

(6.2)

где Z_H - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей; a_W - межосевое расстояние, мм; B_W - рабочая ширине венца; мм; i - передаточное число; Т_H - крутящий момент при работе в номинальном режиме, НМ; - коэффициент нагрузки.

Напряжение б_н рассматривается как функция случайной величины , равной произведению четырех случайных величин

;

(6.3)

где К_А - коэффициент внешней нагрузки; - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца; - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении; - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.

Определяем коэффициент запаса прочности по средним напряжениям

;

(6.4)

Определяем коэффициенты вариации частных коэффициентов нагрузки:

;	(6.5)
,	(6.6)

где НВ - твердость материала.

Коэффициент вариации контактного напряжения находим по формуле

;

(6.7)

где коэффициент вариации коэффициента нагрузки равен

;

(6.8)

Принимая во внимание коэффициент вариации базового образца - (обычно зубчатого колеса модулем 3-5 мм) , определяем коэффициент вариации восстанавливаемого зубчатого колеса

;

(6.9)

Вероятность безотказной работы по критерию сопротивления контактной усталости Р_Н определяем по табл. 6.1 в зависимости от величины квантили u_p1, равной

;

(6.10)

Для определения вероятности безотказной работы по критерию выносливости зубчатого колеса при изгибе P_F в качестве расчетного параметра принимаем напряжение на переходной поверхности зуба σ_F, МПа

;

(6.11)

где d - делительный диаметр колеса, мм; m - модуль в нормальном сечении зуба, мм; T_F - коэффициент, учитывающий форму зуба; К_F -коэффициент нагрузки; .

Коэффициент KFS определяем по формуле

;

(6.12)

Наименование коэффициентов аналогично с коэффициентами в формуле (6.3)

Определяем коэффициент запаса прочности

;

(6.13)

Определяем коэффициент вариации предела выносливости при изгибе

;

(6.14)

Квантиль нормированного нормального распределения

;

(6.15)

По квантили u_p2 (табл.6.1) находим вероятность безотказной работы зубчатого колеса по критерию сопротивления усталости при изгибе P_F.

Для определения надежности зубчатой передачи в комплексе подставим полученные значения Р_Н и P_F в формулу (6.1). Выполнив расчет для способов восстановления зубчатых колес наплавкой, с помощью ввертышей и использованием вкладышей, определим наиболее рациональный способ по величине Р_max.