
- •Иркутский государственный технический университет
- •664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
- •Введение
- •1 Выбор материала зубчатых колес, термической обработки, твёрдости и определение допускаемых напряжений
- •1.1 Материалы зубчатых колес
- •1.2 Термическая и химико-термическая обработка сталей
- •1.3 Наиболее распространенные варианты термической обработки
- •1.4 Внешняя нагрузка и кривая усталости
- •1.5 Определение допускаемых контактных напряжений при постоянном режиме нагружения
- •1.6 Определение допускаемых напряжений изгиба при постоянном режиме нагружения
- •1.7 Определение допускаемых напряжений при переменном режиме нагружения
- •1.8 Типовые режимы нагружения
- •1.9 Последовательность определения допускаемых напряжений
- •1.10 Пример определения допускаемых напряжений
- •2 Проектировочный расчет цилиндрической зубчатой передачи
- •2.1 Силы, действующие в зацеплении цилиндрических зубчатых колес
- •Распределение нагрузки в зубчатых передачах
- •Коэффициент концентрации нагрузки при расчете контактных напряжений
- •Коэффициент концентрации нагрузки при расчете напряжений изгиба
- •Коэффициент динамической нагрузки при расчете контактных напряжений
- •Коэффициент динамической нагрузки при расчете изгибных напряжений
- •(Для многопарного зацепления)
- •Причины разрушения и критерии расчета зубчатых передач
- •Расчет цилиндрических передач на контактную прочность
- •Расчет цилиндрических передач на прочность при изгибе
- •Пример проектировочного расчета цилиндрической косозубой передачи внешнего зацепления
- •Определение величины межосевого расстояния из расчета прочности по контактным напряжениям
- •Определение значения модуля из расчета прочности по напряжениям изгиба
- •Расчет коэффициентов динамичности нагрузки
- •Проверка выполнения условия прочности по контактным напряжениям
- •Проверка выполнения условия прочности по напряжениям изгиба
- •Список литературы
1.8 Типовые режимы нагружения
На
основе статистического анализа
нагруженности различных машин установлено,
что при всем многообразии циклограмм
моментов (нагрузок) их можно свести
к нескольким типовым,
если
использовать при построении циклограмм
относительные координаты
и
.
Заменив ступенчатую циклограмму плавной
огибающей
кривой, получают графическое изображение
постоянного (0) и пяти переменных
типовых режимов нагружения, характерных
для большинства современных машин
(рис. 1.3, б и 1.9).
На рис. 1.9 переменные режимы обозначены:
I
– тяжелый
(работа
большую часть времени с нагрузками,
близкими к номинальной);
II – средний равновероятный (одинаковое время работы со всеми значениями нагрузки);
III – средний нормальный (работа большую часть времени со средними нагрузками);
IV – легкий (работа большую часть времени с нагрузками ниже средних);
V– особо легкий (работа большую часть времени с малыми нагрузками).
Рис. 1.9
Тяжелый режим характерен для зубчатых передач горных машин, средние равновероятный (II) и нормальный (III) для транспортных машин, легкий (IV) и особо легкий (V) – для универсальных металлорежущих станков.
Значения
коэффициентов эквивалентности
и
для
типовых режимов нагружения вычислены
и приведены в табл. 1.5. Использование
типовых режимов существенно упрощает
расчеты.
Таблица 1.5 Коэффициенты приведения и
Режим работы |
|
|
|
при |
при |
при |
|
0 − постоянный |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
I − тяжелый |
0,5 |
0,3 |
0,2 |
II − средний равновероятный |
0,25 |
0,14 |
0,1 |
III − средний нормальный |
0,18 |
0,06 |
0,04 |
IV − легкий |
0,125 |
0,038 |
0,016 |
V − особо легкий |
0,063 |
0,013 |
0,004 |
1.9 Последовательность определения допускаемых напряжений
Исходные данные:
тип передачи;
срок службы привода
, лет;
коэффициент годового использования ;
коэффициент суточного использования ;
частота вращения шестерни n1 , об/мин;
частота вращения колеса n2 , об/мин.
режим нагружения.
Порядок выполнения работы:
Учитывая назначение проектируемой передачи, условия эксплуатации, требования к габаритным размерам и возможную технологию изготовления колёс выбрать материал шестерни и колеса, вид термообработки и назначить твердость поверхности зубьев.
Определить продолжительность работы передачи
в часах и числах циклов нагружений .
Определить допускаемые напряжения на контактную прочность в следующей последовательности:
3.1.Коэффициент приведения переменного режима работы к постоянному.
3.2.
Приведенные
числа циклов нагружения
шестерни и колеса.
3.3. Пределы выносливости зубьев для шестерни и колеса.
3.4.
Коэффициенты запаса выносливости
3.5. Базовые числа циклов нагружения .
3.6.
Коэффициенты
,
учитывающие влияние на контактную
прочность долговечности колес,
шероховатости сопрягаемых поверхностей
зубьев и окружной скорости.
3.7. Допускаемые напряжения на контактную прочность шестерни, колеса и передачи.
Определить допускаемые напряжения на изгибную прочность в следующей последовательности:
4.1.Коэффициент приведения переменного режима работы к постоянному.
4.2.
Приведенные
числа циклов нагружения
шестерни и колеса.
4.3. Пределы выносливости зубьев для шестерни и колеса.
4.4.
Коэффициенты запаса выносливости
4.5. Базовые числа циклов нагружения .
4.6.
Коэффициенты
,
учитывающие влияние на контактную
прочность долговечности колес,
шероховатости переходной поверхности
между зубьями и влияние двустороннего
приложения нагрузки.
4.7. Допускаемые напряжения на контактную прочность шестерни и колеса.