Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf

П р и м е ч а н и я : 1. Опыты 1—5 проведены на пульсаторе.

2.Опыты 6—8 проведены на замкнутой установке Р. М. Пратусевичем [92].

3.Зубчатые колеса всех восьми вариантов соответствовали контуру са = 20°

ивысотой зуба Я = 2,'1Ътп.

Из рис. 3.4 видно, что оптимальное значение глубины азоти­ рования ( - ^ — = 0,07-4-0,10 можно рекомендовать для зуб-

\тп ) опт

Эксперименты показали, что даже при оптимальном отноше­ нии у^-, увеличение изгибной прочности зубьев в результате азо­ тирования не превышает 20—30%, в то время как после цемен­ тации исходная прочность возрастает в 1,4—1,7 раза. Это поло­ жение может быть объяснено повышенной чувствительностью азотированного слоя к средним напряжениям растяжения,

94

стали марки 40Х, подвергнутой термическому улучшению до твердости НВ 300. Остальные данные и средние значения предель­

П р и м е ч а н и е . Предельные экспериментальные нагрузки зафиксированы по результатам испытаний 4 — 5 опытных пар.

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца принят равным единице, поскольку -—^ =

= 0,34 мала и достаточно жесткие опоры расположены симме­ трично относительно зубчатых венцов.

Принят равным единице и коэффициент, учитывающий дина­ мические нагрузки в зацеплении от погрешностей изготовления, так как результаты предварительных экспериментов, показав­

95

ментально коэффициент, которым учитывается наклонное распо­ ложение линии контакта и особенности распределения удельных контактных нагрузок, возникающих в процессе работы. Этим

о> 1 I m „ = 0,35ств + 900 = 0,35 • 10 500 + 900 = 4600 кгс/см2

имеем

(3.3)

Здесь р — в градусах.

Формула (3.3) справедлива только для косых зубьев. Формулу проверочного расчета можно представить так

10 . Зависимость предела усталости азотированных

зубьев от механических характеристик материала сердцевины

Эксперименты, проведенные с азотированными образцами, пока­ зали, что предел изгибной усталости прямо пропорционален

Однако эти соотношения построены в основном на испытаниях круглых полированных образцов или на результатах экспери­ ментов с небольшими зубчатыми колесами на пульсаторах.

96

С целью уточнения величин предельных напряжений при расчете на изгиб крупногабаритных зубчатых колес турбинных редукторов были проведены исследования азотированных передач при окружных скоростях до 90 м/сек на специальных редукторных стендах.

Передачи шевронные с углом наклона зубьев 30°; т д = 3 мм;

то

Испытания проводились методом ступенчатого повышения нагрузки. На каждой ступени передачи должны были отработать не менее 108 циклов (по шестерне). Фактически, в большинстве случаев, передачи работали (3—7) 108 циклов.

Если на данной нагрузке разрушений не наступало, передачи испытывались на следующей ступени нагрузки.

Изгибающие напряжения в корне зуба вычислялись по фор­ муле (3.3).

Неравномерность распределения нагрузки по ширине зуб­ чатого венца определялась экспериментально. Величина дополни­ тельной динамической нагрузки, необходимая для определения коэффициента Kv по методике А. И. Петрусевича для всех испы­ танных вариантов оказалась равной 80 кгс/см. Результаты экс­ периментов приведены на рис. 3.5 и 3.6.

Опыты показали, что изгибная прочность азотированных пере­ дач турбинного типа обусловлена механическими характеристи­ ками материала сердцевины зубьев. Однако, кроме предела проч­ ности материала 0 В , на прочность зубьев оказывает влияние также и величина относительного сужения 1|з *.

Расчет показывает, что коэффициент корреляции между пре­

дел усталости цементированных и объемно закаленных зубьев отмечается и в работах [5; 107].

Предельные изгибающие напряжения для азотированных зубьев при оптимальной глубине азотирования можно определить по формулам:

Значения о>нтсо, определенные по формуле (3.5) с точностью до нескольких процентов, совпадают со значениями Ор\\т<в> приведенными в методике [68] .

* Влияние относительного сужения на усталостную прочность металла от­ мечалось в работе [106].

98