2 Расчет контактных напряжений в цилиндрических зубчатых передачах.
11.9. Расчет зубьев цилиндрических передач на контактную прочность
Контактная прочность зубьев является основным критерием работоспособности закрытых, обильно смазываемых и защищенных от абразива зубчатых передач. Расчет на контактную прочность включает расчеты на выносливость и на предотвращение разрушения рабочих поверхностей зубьев при максимальной нагрузке (§ 11.7).
Расчет на выносливость. Разрушение начинается вблизи полюса. Поэтому расчетные напряжения определяют на линии контакта, проходящей через полюс 77 (рис. 11.19, а).
Цель расчета — определение размеров передачи и материала колес, при которых не будет прогрессивного выкрашивания. Критерий прочности запишется так:
σ// ^Мя,
где с ff — расчетное напряжение, зависящее от геометрических параметров передачи, величины и характера нагрузки; [σ]^ — допускаемое напряжение, зависящее от состояния материала колес.
Рис. 11.19. Схема к расчету контактной прочности зубьев: о, 6 — радиусы кривизны зубьев для внешнего и внутреннего зацеплений; в, г— поле зацепления прямозубой и косозубой передач
в
Контакт двух зубьев можно рассматривать как контакт двух цилиндров с радиусами кривизны ρ] =Ν{Π и р2 = Ν2Π в полюсе зацепления П.
В качестве исходной принимают формулу Герца для максимальных контактных напряжений ои в центре площадки контакта двух цилиндров при их сжатии (см. § 1.8)
(11.23)
где F— нормальная к поверхности результирующая сила сжатия: £|, Е2 — модули упругости; V| , v2 — коэффициенты Пуассона материалов колес; 1Х — суммарная длина контактных линий; ρ — приведенный радиус кривизны.
Для получения расчетной зависимости заменим величины, входящие в формулу Герца, параметрами зацепления.
Прямозубые передачи. Нормальная результирующая сила при расчете на прочность по ГОСТ 21354-87 определяется через окружную силу на делительной окружности F - Fn - Кц FJ cos α по зависимости (11.17) при [3 - 0 .
Суммарная
длина контактных линий К\К\ в плоскости
зацепления Ζ?|Ζ?2
(рис. 11.19, в) в прямозубой передаче
колеблется. В зоне однопарного зацепления
суммарная длина контактных линий равна
bn.
(в полюсе IT),
в зоне двухпарпого зацепления — 2bw
. Для расчетов принимают
где са — коэффициент торцового перекрытия, Zr — коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий. Из предыдущей зависимости
. При εα =1,2...1,8 значение Zr =0,966...0,856. В среднем можно принять ZE « 0,9 .
3 Сварные соединения. Общие сведения. Основные способы сварки (классификация). Основные виды сварных соединений и типы сварных швов.
СВарные соединения. Классификация. Преимущества и недостатки Сварные соединения – неразъёмные соединения, образованные посредством установления межатомных связей между деталями при расплавлении соединяемых кромок, пластическом их деформировании или при совместном действии того и другого. Достоинства : 1) высокая технологичность сварки, обусловливающая низкую стоимость сварного соединения; 2) снижение массы сварных деталей по сравнению с литыми и клёпаными на 25…30%; 3) возможность получения сварного шва, равнопрочного основному металлу (при правильном конструировании и изготовлении); 4) возможность получения деталей сложной формы из простых заготовок; 5) возможность получения герметичных соединений; 6) высокая ремонтопригодность сварных изделий. Недостатки: 1) коробление (самопроизвольная деформация) изделий в процессе сварки и при старении; 2) возможность создания в процессе сварки сильных концентраторов напряжений; 3) сложность контроля качества сварных соединений без их разрушения; 4) сложность обеспечения высокой надежности при действии ударных и циклических, в том числе и вибрационных, нагрузок. Тип сварного соединения определяет взаимное расположение свариваемых элементов. Различают: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые сварные соединения. Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины Угловое соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев Тавровое соединение - сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента Нахлесточное соединение - сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга Отсутствие опасности прожогов при сварке облегчает применение высокопроизводительных режимов сварки. Применение нахлесточных соединений облегчает сборку и сварку швов, выполняемых при монтаже конструкций (монтажных швов). Торцовое соединение - сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу
Рис. 6. Конструктивные типы сварных соединений: а) стыковое; б) угловое; в) тавровое; г) нахлёсточное; д) торцовое
Классификация. Сварные швы классифицируют по следующим признакам: - по назначению — прочные (обеспечивают передачу нагрузки с одного элемента на другой); прочно-плотные (обеспечивают передачу нагрузки герметичность соединения — непроницаемость для жидкостей и газов); - по расположению сварного шва в пространстве— нижнее (а); вертикальное (в), горизонтальное (б); потолочное (г). При всех прочих равных условиях нижний шов самый прочный, потолочный — наименее прочный (значения прочности указанных выше швов относятся как 1:0,85; 0,9:0,8). По взаимному расположению свариваемых элементов различают следующие виды соединений - стыковые; - нахлесточные, лобовые ; фланговые ; - с накладками; - тавровые Свариваемые элементы располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Соединение может быть выполнено угловыми (рис.7, а) или стыковыми швами. - угловые . Применяются для изготовления тары из листовой стали, ограждений и др. Выполняются угловыми швами. Эти соединения передают малые нагрузки и поэтому не рассчитываются на прочность.
|
|
