Условия работы. Виды разрушений. Виды расчетов.

 

 

, , , ,

L – число лет работы

- коэффициент использования года

- коэффициент использования суток

ПВ% - период включения

  - часы работы машины

 

1.

 

Вид разрушения - усталостная поломка зуба.

  условие прочности

2.

Вид разрушения  поломка от перегрузки

3.

Вид разрушения  выкрашивание на поверхности

4.

V уменьшается (пластичные материалы):

Вид разрушения  пластический сдвиг

V увеличивается (твердые материалы):

 - заедание

Вид разрушения  пластический сдвиг

1. Износ поверхности  уменьшается  занижают контактное напряжение
2. Отслаивание

 

Материалы зубчатых колес

Мягкие колеса НВ до 350 – отпуск, нормализация

+ можно нарезать зуб по термообработки

- низкая твердость приводит к увеличению размеров

ОП единичное и мелкосерийное производство при отсутствии жестких требований к габаритам

 

Твердые колеса HRC > 350

+ меньшие габариты

- дороже конструкция

1. Нарезка

2. Закалка

3. Деформация

4. Шлифовка (очистка)

 

ОРП крупносерийное и массовое производство, жесткие требования к габаритам.

Т. к. зубья шестерни чаще входят в зацепление с зубьями колеса (), то для обеспечения равнопрочности по усталостному разрушению твердость шестерни должна быть больше, чем твердость колеса.

НВ₁(HRC₁) – шестерня

НВ₂(HRC₂) – колесо

Мягкие: НВ₁ - НВ₂=20…30 - прямозубые

     НВ₁ - НВ₂=100…200 – косозубые

Твердые:

Допускаемые контактные напряжения в расчете на контактную выносливость активной поверхности зуба

:

Статическине напряжения    

Циклические напряжения      

Циклические контактные напряжения      T, n, L_n

- базовый предел выносливости, напряжение котором образец выдерживает базовое число циклов N₀.

 - ограниченный предел выносливости. Образец отработает заданное число циклов.

, m – показатель кривой нагружения

(1)

(2)

(3)

1. Шероховатость                                                            
2. Масло                                                       на развитие      
3. Скорость                        трещины
4. Масштабный коэффициент

 

 

Лекция № 6

н – символ контактной прочности

F – символ прочности на изгиб

 – шестерня

 – колесо

- прямозубые

– косозубые

 

Расчет коэффициента долговечности при стационарном и нестационарном режимах

 

Стационарный режим

 

- подъемный кран

(4)

 с  – число зацеплений за 1 оборот

 - число циклов нагружения

Подставляем (4) в (2).

 

Нестационарный режим

 

Повреждение = 1

 

Эквивалентность строится на повреждении. Повреждение при котором происходит выход из строя по причине выкрашивания или усталостной поломкой.

Кривая Велера

 

За один цикл накопится повреждение равное , а за N₁ число циклов -

 

 - при ступенчатом нагружении

 - при эквивалентном нагружении

 

 , m – показатель степени кривой усталости

по формуле Герца:

 (5) – в расчете на контактную прочность

 (5) – в расчете на изгибную прочность

Расчетная нагрузка

Расчетная нагрузка складывается из следующих составных частей:

 

1. Номинальная (основная нагрузка машины):

• В виде мощности
• В виде момента
• В виде окружной силы

2. Дополнительная нагрузка в следствие неравномерного распределения полезной нагрузки по длине контактных линий.

Аналогично валу на  влияет податливость подшипников и корпуса.

 

При прочих равных условиях, чем шире колесо, тем выше концентрация нагрузки. Количественной оценкой ширины является коэффициент ширины:

 - осевому расстоянию

 - по диаметру

 - по модулю

 

Пути снижения :

1. Замена несимметричности симметричным расположением
2. Повышение точности
3. Обеспечение жесткости валов, опор подшипников
4. Подбор прирабатывающихся пар
•  и 350,  и
•  и
5. Для каленых колес рекомендуется бочкообразный зуб
6. Снятие фаски

Фаска до делительной окружности

 

3.Дополнительная динамическая нагрузка

 

 - динамическая добавка

 

 

серединный удар

 

 

 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, вызванными погрешностью изготовления.

 

- коэффициент, учитывающий дополнительную нагрузку, не учтенную графиком нагрузки

=

 

 - коэффициент нагрузки.