- •Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
- •2. Выбор материалов и термической обработки зубчатых колес
- •3. Допускаемые напряжения
- •3.1. Допускаемые напряжения при расчете зубьев на контактную выносливость
- •Пример определения nне при типовом режиме приведен в конце п. 3.1.2.
- •Значения Flimb в формуле (3.4) определяют по следующей зависимости:
Значения Flimb в формуле (3.4) определяют по следующей зависимости:
Flimb = FlimbYTYZYgYdYA, (3.5)
где Flimb – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базо- вому числу циклов перемены напряжений, МПа;
YT – коэффициент, учитывающий технологию изготовления;
YZ – коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса;
Yg – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба;
Yd – коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения и электрохимической обработки переходной поверхности;
YA – коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки.
3.3.1. Пределы выносливости Flimb для шестерни и колеса определяют по табл. 3.4 (приводится в сокращенном виде по сравнению с таблицами ГОСТ 21354-87).
3.3.2. Коэффициент YT при соблюдении технологии изготовления, предусмотренной ГОСТ 21354-87, принимают равным 1. При отступлениях от режимов YT 1 (см. табл. 3.4. прим.1).
3.3.3. Коэффициент YZ, учитывающий способ получения заготовок, принимается: для поковок и штамповок YZ = 1; для проката YZ = 0,9; для литых заготовок YZ = 0,8. Сведения о сталях для отливок 15Л …55Л, 45ГЛ и др. см. в литературе [10, с.560-609]. При выборе заготовки можно учитывать ориентировочные рекомендации табл. 3.3 или условия производства.
Таблица 3.3
Тип производства |
|
Диаметр заготовки, мм |
|
менее 400-500 |
более 400-500 |
||
Единичное и мелкосерийное |
|
Ковка (прокат) |
Сварка |
Крупносерийное и массовое |
|
Штамповка |
Литье |
Примечание. В целях экономии дорогостоящих материалов крупные колеса могут выполняться составными [3, с. 66].
3.3.4. Коэффициент Yg для зубчатых колес с нешлифованной переходной поверхностью зубьев принимают равным 1, в иных случаях по табл. 3.4 (с учетом прим. 2).
3.3.5. Коэффициент Yd для зубчатых колес без деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности принимают равным 1, а при наличии упрочняющей обработки – по табл. 3.4 (с учетом прим. 3).
3.3.6. Коэффициент YA при одностороннем приложении нагрузки (нереверсивные передачи) принимают равным 1, а при двухстороннем приложении нагрузки (реверсивные передачи) определяют по формуле, приведенной в стандарте:
,
где А – коэффициент, учитывающий влияние амплитуд напряжений противоположного знака [14, с. 35];
TF,
– исходные расчетные нагрузки,
действующие на противоположные стороны
зубьев при прямом и обратном вращении;
YN,
– коэффициенты долговечности для
противоположных сторон зуба (определяют
по п. 3.3.7).
У реверсивных передач при 0,6· TF можно принимать YA = 1. Если исходные расчетные нагрузки, действующие на противоположные стороны зубьев, близки – (0,6 – 1,0)· TF, а время работы каждой стороны зуба примерно одинаково и YN , то приближенно можно принять:
YA 0,65 – 0,8 (при А = 0,35) для зубчатых колес из отожженной, нормализованной и улучшенной стали;
YA 0,75 – 0,85 (при А = 0,25) для зубчатых колес с Н > НRCэ, кроме азотированных;
YA 0,90 – 0,94 (при А = 0,1) для азотированных зубчатых колес.
Меньшие значения YA принимают для TF , большие – для TF 0,6 . Для промежуточных значений используют линейное интерполирование.
3.3.7. Коэффициент долговечности YN находят по формуле
, (3.6)
где NFlim – базовое число циклов напряжений; NFlim = 4·106;
NFE – эквивалентное число циклов напряжений при расчете изгибной выносливости;
qF – показатель степени кривой усталости.
При вычислениях используют расчетные значения YN, за исключением случаев, когда YN выходит за установленные предельные значения:
1 ≤ YN ≤ 2,5 при qF = 9,
1 ≤ YN ≤ 4,0 при qF = 6.
При этом YN принимают равным соответствующему предельному значению.
Для зубчатых колес азотированных, а также цементированных и нитроцементированных с нешлифованной переходной поверхностью (рис. 2.1, г, е) qF = 9.
Во всех остальных случаях, кроме перечисленных, qF = 6.
1 об/мин = мин-1 = 60 с-1.
1 Асинхронные электродвигатели переменного тока отличаются простотой конструкции и надежностью. Частота вращения ротора у этих электродвигателей (в отличие от синхронных электродвигателей) не совпадает с частотой вращения магнитного поля статора. Так, например, у электродвигателя АИР 100S4У3 синхронная частота вращения составляет 1500 мин-1, а фактическая (асинхронная) частота вращения ротора, используемая при кинематических расчетах, равна 1410 мин-1.
1 Редукторы имеют ряд недостатков, ограничивающих их широкое применение.
1 У передач технологического оборудования, передач, встраиваемых в машины, и нестандартных редукторов допускается в технически обоснованных случаях принимать для некоторых параметров (u, ba, аw, de, q и др.) значения, не соответствующие стандартизованным или нормализованным.
1 Подробнее об этом параметре и ориентировочных значениях см. в табл. 4.1.
2 Нормализация – нагрев стали на 30-50С выше критической точки Ас3 с последующей выдержкой и охлаждением на воздухе [8, с. 50-53]. Операция рассматривается как один из менее затратных видов отжига. Придает сталям удовлетворительные механические свойства. Для ответственных деталей следует применять улучшение – закалку с высоким отпуском (450-700С). Операция существенно улучшает качество поверхности при резании.
1 В таблицах, расчетных формулах и тексте приводится и используется твердость НВ·10-1, МПа.
1 Меньшее из пары зубчатых колес называют шестерней, большее – колесом. При равенстве чисел зубьев шестерней называют ведущее зубчатое колесо, а колесом – ведомое. Под обобщающим термином «зубчатое колесо» понимают любое зубчатое колесо передачи. В условных обозначениях, относящихся к шестерне и колесу, параметры помечаются соответственно индексами «1» и «2». При их отсутствии параметр относится к любому из зубчатых колес.
1 В литературе вместо физического предела текучести Т может указываться условный предел 0,2
1 Объемная закалка имеет ограниченное применение для деталей сложной формы, крупногабаритных и некоторых других в первую очередь из-за частых неисправимых дефектов при термообработке, значительных затрат энергии и времени на механическую обработку.
2 Сведения о сталях для отливок, например, для крупных литых колес, можно найти в [10, с. 560-609].
