1.3.2 Режим работы передачи и число циклов перемены напряжений

Коэффициенты приведения заданного переменного режима (рисунок 2 ТЗ) к эквивалентному постоянному [2, c. 8] :

 = (T_i / T_max)^m (L_hi / L_h), (1.6)

где m – показатель степени отношения моментов: m_H = q_H /2; m_F = q_F; q – показатель степени кривой усталости: q_H = q_F = 6 и тогда m_H = 3, m_F = 6.

При расчете по контактным напряжениям _Н:

_Н1 = _Н2 = _Н = 1³0,4 + 0,5³0,2 + 0,2³0,4 = 0,457;

при расчете по напряжениям изгиба _F:

_F1 = _F2 = _F = 1⁶0,4 + 0,5⁶0,2 + 0,2⁶0,4 = 0,403.

Судя по величинам _Н и _F заданный режим работы наиболее приближается [2, c. 8, таблица 2.1] к тяжелому типовому режиму.

Требуемая долговечность передачи в часах [2, c. 8] :

L_h = 36524k_Гk_Ch = 365240,80,35 = 10512 ч,

где k_Г = 0,8 – коэффициент годового использования; k_С = 0,3 – коэффициент суточного использования; h = 5 лет – срок службы передачи в годах.

Суммарное число циклов перемены напряжений за весь срок службы [2, c. 8]: N_ = 60ncL_h ,

где n – частота вращения зубчатого колеса, мин ^-1;

с – число зацеплений зуба за один оборот зубчатого колеса [2, c. 9]: c = 1.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений [2, c. 8]:

N_E =  N_ (N_HE = _Н N_; N_FE = _F N_).

Базовое число циклов перемены напряжений [2, c. 9]:

– по контактным напряжениям N_Hlim = 30 H_m^2,4  12010⁶, где H_m – сред-

няя твердость поверхности зубьев по Бринеллю;

– по изгибным напряжениям N_Flim = 410⁶.

Результаты расчета N_, N_HE, N_FE, N_Hlim, представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 – Число циклов перемены напряжений в зубьях

Ступень и зубчатое колесо		n, мин -1	Число циклов N в миллионах
			N	NHE	NHlim	Сравнение NHE с NH lim	NFE	Сравнение NFE с NFlim
Б.ст.*	z1	1410	889,3	406,4	73,7	NHE > NHlim	358,4	NFE > NFlim
	z2	313,3	197,6	90,3	23,4		79,6
Т.ст.	z1	313,3	197,6	90,3	73,7		79,6
	z2	88,2	55,6	25,4	23,4		22,4
Примечание - * Б.ст. – быстроходная, Т.ст. – тихоходная ступени редуктора.

1.3.3 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление

усталости

Расчетное допускаемое контактное напряжение _НР [2, c. 10], МПа:

_НРmin­  _НР = 0,45(_НР1 + _НР2)  1,25_НРmin, (1.7)

где _НРi (i = 1, 2) – допускаемые напряжения в прямых зубьях, МПа;

_НРmin – наименьшее из двух значений _НР1 и _НР2.

Согласно [2, c. 9]

_НРi = _Нlimbi Z_{N i} (Z_RZ_VZ_LZ_X) / S_Hi, (1.8)

где _Нlimbi – базовый предел контактной выносливости зубьев, МПа, [2, c. 9]:

– для шестерен z₁ (закалка ТВЧ)

_Нlimb1 = 17 H_HRC + 200 = 1747,5 + 200 = 1008 МПа ;

– для колес z₂ (улучшение)

_Нlimb2 = 2Н_НВ + 70 = 2285 + 70 = 640 МПа ;

Z_Ni – коэффициент долговечности [2, c. 10] в зависимости от отношения N_Hlim / N_HE; S_Hi – коэффициент запаса прочности [2, c. 10]: для z₁ S_H1 = 1,2; для z₂ S_H2 = 1,1; произведение Z_RZ_VZ_LZ_X = 0,9.

Расчеты по формулам (1.7), (1.8) представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 – Допускаемые контактные напряжения _НР, МПа

Ступень, зубчатое колесо		NHlim / NHE	ZN	НРi (1.8)	1,25НРmin	НР (1.7)
Б.ст.	z1	0,18	0,915	692		531
	z2	0,26	0,93	487	609
Т.ст.	z1	0,82	0,99	748		571
	z2	0,92	0,995	521	651