
- •Оренбург 2005
- •Содержание с.
- •1 Введение
- •2.1 Исходные данные
- •2.2 Выбор материала зубчатых колес
- •2.3 Режимы работы передачи
- •2.4 Число циклов перемены напряжений
- •2.5 Допускаемые контактные и изгибные напряжения
- •2.6 Допускаемые предельные напряжения для проверки прочности передачи при действии кратковременной пиковой нагрузки
- •2.7 Коэффициенты, применяемые при расчете передачи на выносливость
- •Уточнение расчетных параметров и размеров передачи
- •Проверка зубьев на изгибную выносливость
- •Основные геометрические размеры зубчатых колес
- •2.12 Силы, действующие в зацеплении
- •2.13 Проверка передачи на кратковременную пиковую нагрузку
- •3.3 Расчетные напряжения изгиба
- •3.4 Проверка передачи на кратковременную пиковую нагрузку
- •3.5 Основные геометрические размеры колес
- •3.6 Силы, действующие в зацеплении
- •4 Пример расчета закрытой цилиндрической передачи
- •4.1 Исходные данные для расчета
- •4.3 Определение основных параметров передачи
- •Рабочая ширина колеса
- •Уточнение расчетных параметров передачи и проверочный расчет на контактную прочность зубьев
- •Проверка зубьев на изгибную выносливость
- •5.2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений
- •Для шестерни:
- •5.3 Определение основных параметров передачи
2.3 Режимы работы передачи
На основе статистической обработки реальных условий работы современных машин установлено, что при всем многообразии режимов нагружения машин, их можно свести к шести типовым режимам работы передач [2, с.16–17]: 0 – постоянный; I – тяжелый (работа бόльшую часть времени с нагрузками, близкими к номинальной); II – средний равновероятный (одинаковое время работы со всеми значениями нагрузки); III – средний нормальный (работа бόльшую часть времени со средними нагрузками); IV – легкий (работа бόльшую часть времени с нагрузками ниже средних); V - особо легкий (работа бόльшую часть времени с малыми нагрузками).
Режим работы передачи в расчетах на выносливость учитывается коэффициентом режима нагрузки – Х, значения которого представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Значения коэффициента режима нагрузки
Режим нагрузки |
0 |
I |
II |
III |
IV |
V |
Х |
1 |
0,77 |
0,5 |
0,5 |
0,42 |
0,31 |
2.4 Число циклов перемены напряжений
2.4.1 Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной и изгибной выносливости
Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной и изгибной выносливости обозначается соответственно NHG и NFG. Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной выносливости NHG зависит от средней твердости по Бринелю активных поверхностей зубьев НВср (для нормализованных и улучшенных сталей) или по Роквеллу HRCЭср (для закаленных, цементированных, цианированных и азотированных поверхностей зубьев стальных зубчатых колес).
При расчете передачи на контактную выносливость значения числа циклов NHG для колес, выполненных из стали, следует определить по формуле:
NHG =
30(НВср)2,4
.
Значения НВср и HRCЭср определяются как среднее арифметическое (Нср – по Бринелю или Роквеллу) интервала твердости зубьев шестерни и колеса, которые представлены в таблице 1:
.
Твердость в единицах HRCЭ переводят в единицы НВ:
HRCЭ………45 47 48 50 51 53 55 60 62 65
НВ…………427 451 561 484 496 521 545 611 641 688
При расчете передачи на изгибную выносливость принимают NFG = =4106 независимо от твердости материала зубьев колес [2, c.15].
2.4.2 Суммарное число циклов перемены напряжений N∑
Суммарное число
циклов перемены напряжений следует
определить для шестерни
и колеса
соответственно:
;
;
где
– суммарное время работы передачи,
час;
n1, n2 – частота вращения шестерни и колеса, об/мин;
- число вхождений
в зацепление зубьев рассчитываемого
колеса за один оборот (число зацепляющихся
с данным колесом других зубчатых колес).
Эквивалентное число циклов перемены напряжений
При расчете передачи
на контактную выносливость
и
:
и
,
здесь
коэффициент приведения (см. таблицу 5).
При расчете
передачи на изгибную выносливость
и
:
и
,
здесь
коэффициент приведения (см. таблицу 5).