Вопрос 21. Материалы зубчатых колес. Допускаемые напряжения в расчетах на контактную и изгибную выносливость.

Материалы зубчатых колес выбирают в зависимости от назначения и условий работы передачи.

Основные требования к материалам:

• прочность поверхностного слоя и высокое сопротивление истиранию;

• достаточная прочность при изгибе;

• обрабатываемость, возможность получения достаточной точности и чистоты поверхности.

Основным материалом зубчатых колёс является сталь, используют также чугун и пластмассу. Для уменьшения опасности повреждения поверхности зубьев применяют термообработку. Твердость поверхности должна быть такой, чтобы получить колеса необходимой точности.

Наибольшее распространение получили углеродистые стали 35; 40; 50; 50Г. Применяют также легированные стали 40Х; 45ХН. Углеродистые стали подвергают нормализации и улучшению, твёрдость поверхности 300…320 НВ. Колёса с твердостью НВ обладают сравнительно невысокой прочностью.

Расчет допускаемых напряжений.

Допускаемые напряжения в расчетах на контактную и изгибную выносливость.

Исходя из условий эксплуатации и видов повреждений зубчатых колес рассчитывают допускаемые напряжения на контактную и изгибную выносливость для наиболее слабого звена в передаче.

Таким звеном для конических передач является шестерня, испытывающая наибольшее количество циклов нагружения в течение заданного срока службы привода .

Для определения фактического числа циклов нагружения ведущей шестерни за весь период эксплуатации необходимо знать суммарное время работы передачи в часах , определяемое по формуле:

, где:

- срок службы редуктора в годах,

- коэффициент загрузки редуктора в течение года,

- коэффициент загрузки редуктора в течение суток.

определяется из формулы:

, где:

- частота вращения вала шестерни.

Допускаемые напряжения на контактную выносливость определяют по формуле:

, где:

- предел контактной выносливости, определяют по зависимости:

- коэффициент запаса контактной прочности;

- коэффициент долговечности; рассчитывают по зависимости:

, здесь - базовое число циклов:

Диапазон значений находится в пределах: . Т.к. рассчитанный коэффициент , то принимаем .

Допускаемые напряжения на изгибную выносливость определяют по формуле:

, где:

- предел изгибной выносливости,определяют в зависимости от твердости материала HB:

,

- коэффициент запаса изгибной прочности;

- коэффициент долговечности; рассчитывают по зависимости:

, здесь - базовое число циклов.

22. Ременные передачи. Классификация. Геометрия и кинематика передач. Напряжения в ветвях ремня и нагрузка на валы. Порядок расчета передачи по тяговой способности.

Ременные передачи

В ременных передачах нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем. Величина силы трения зависит от натяжения ремня

Виды кинематических схем ременных передач Виды ремней

Геометрия ременной передачи

Напряжения в ремнях

Нагрузки на опоры валов в ременной передаче

Порядок проектного расчета ременной передачи

Выбирают тип ремня

Определяют диаметры шкивов

Выбирают межосевое расстояние

Проверяют угол обхвата малого шкива

Определяют площадь и ширину ремня исходя из допускаемых напряжений

Выбирают длину ремня по ГОСТу

Для ответственных передач проверяют ресурс

Определяют силы, действующие на опоры