Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 0
Это положение для материалов с азотированным поверхностным слоем учитывается коэффициентом ц., полученным расчетным пу тем, исходя из предположения, что сопротивляемость слоя выкра шиванию пропорциональна его
твердости по Виккерсу.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/3-2.6 |
|
|
|
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
О |
1 |
2 |
J |
U |
5 tpW |
0.71.0 |
го |
J.0 |
4.0 |
5.0 |
Рис. |
4.5. |
Зависимость |
вели |
Рис. |
4.6. Зависимость коэффициента JLI. |
|||||
чины |
А |
(ср) |
от |
параметра ср |
от.параметров |
ср и Р |
для |
азотирован |
||
|
|
|
|
|
|
|
ных |
поверхностей |
||
Расчеты показывают, что коэффициент р, есть функция пара метров ф и р, где (3 — отношение твердости поверхности к твер дости сердцевины (рис. 4.6).
14. Экспериментальное исследование глубинной контактной прочности
Для получения величины предельных напряжений, требуемых при расчете на глубинную прочность, были выполнены экспери менты с коническими и цилиндрическими роликами.
Опыты показали, что отношение зафиксированного в экспе
риментах значения т п р С И т о о к # Л с е р д можно принять равным |
10,7. |
||
Экспериментальные и теоретические значения Ояптсо, |
подсчи |
||
танные |
по формуле o J / i i m o o = Ю,ТА (ср) НВсерЛсовпадают |
с |
доста |
точной |
степенью точности. |
|
|
Твердость поверхности испытанных образцов изменялась в ши |
|||
роких |
пределах (от HV 500 до HV 950), однако ее величина не |
||
оказала влияния на предел усталости; не было обнаружено |
также |
||
и влияния материала образцов.
Были поставлены опыты для определения показателя степени т XuPNH = const.
На рис. 4.7 даны кривые выносливости, полученные при ис следовании глубинной контактной прочности.
На основании обработки экспериментов методами математи ческой статистики получено значение т — 18 и базовое число
109
циклов при глубинных |
разрушениях, равное |
|
NH6= |
(0,01 З З Я В с е р д - 1)10'. |
(4.7) |
Азотированные и цианированные материалы, имеющие тонкий упрочненный слой, плохо сопротивляются перегрузкам. Это объясняется возникновением разрушений под упрочненным слоем. Относительно невысокое базовое число циклов и большой показа тель степени кривой усталости при глубинных разрушениях обу славливают низкую циклическую прочность материала при пере грузках.
Рис. 4.7. Кривые контактной усталости при глубин ных разрушениях:
X — разрушение; • — разрушений нет
Наиболее эффективным способом повышения надежности пе редач, подверженных воздействию перегрузок, является повыше
ние твердости сердцевины материала |
зубьев. |
С уменьшением суммарной скорости |
качения (vz) поверхност |
ная контактная прочность значительно падает, что объясняется изменением сил трения и толщины масляной пленки между кон тактирующими телами. Так как влияние этих факторов в под поверхностных слоях материала незначительно, то можно ожи дать отсутствия заметного влияния скорости на предел усталости при глубинных разрушениях.
Проведенные специальные эксперименты с привлечением дан ных из работ [137, 150, 148, 42] показали, что изменение суммар ной скорости качения от 4 до 58,9 м/с не оказывает заметного влияния на предел усталости при глубинных разрушениях. Сле довательно, при расчете передач на глубинную прочность можно принимать предел усталости постоянным и независящим от окруж ной скорости передач.
Опыты показывают, что контактная глубинная прочность опережающих и отстающих поверхностей, а также околополюс ной зоны одинакова.
ПО
15. Методика расчета передач на глубинную контактную прочность
В большинстве случаев расчет на глубинную контактную проч ность носит поверочный характер. Предполагаются заданными величины р п р (мм); б у (мм); НВсерл и ан (кгс/см2 ).
Далее расчет на глубинную прочность производим в следующем порядке:
1) определяем величину параметра <р = |
— |
; |
|
2) |
|
РпрЛ-"Серд |
|
из рис. 4.5 находим А (ср) в зависимости от величины 10~4 ф; |
|||
3) |
определяем предельное напряжение по Герцу |
|
|
|
Он пт со = 10,7 А (ф) HBcem\i |
кгс/см2 ; |
|
4) находим запас прочности против возникновения глубинных разрушений
с_ аН lim со
При глубинных разрушениях с рабочего профиля зубьев отслаиваются крупные куски материала, что приводит к выходу передачи из строя за очень короткое время из-за повышения удель ных нагрузок. Естественно, что никакая степень ограниченного или приработочного глубинного разрушения не допустима. Сле дует также учесть, что кратковременные перегрузки, суммируясь в течение продолжительного времени-, могут вызвать глубинные разрушения. Поэтому запас прочности для предотвращения глу бинных разрушений должен быть не меньшим, чем при расчете
зубьев на |
изгиб. Рекомендуется |
принимать значение SHa ^> 1,5; |
|
2& 2,25. |
|
|
|
Запас прочности, равный SHa |
= 1,5, |
можно считать достаточ |
|
ным, если |
при расчете действующих |
контактных напряжений |
|
учитывались дополнительные динамические нагрузки, концен трация нагрузки по длине зубчатого венца, неравномерность распределения нагрузки среди сателлитов и другие факторы, при водящие к увеличению нагрузок от номинального передаваемого крутящего момента.
Расчеты показывают, что для прямых зубьев наиболее опас ными являются следующие точки профиля:
1. Начало зацепления шестерни с колесом. Нагрузка на зубья
должна |
определяться |
с |
учетом распределения усилия между |
двумя |
находящимися |
в |
зацеплении зубьями. |
2. Начало зоны однопарного зацепления, когда вся нагрузка передается одним зубом.
Практически в большинстве случаев расчет глубинной проч ности в начале зоны однопарного зацепления можно не произво дить. Проверку прочности в начале зоны однопарного зацепления
Ш
рекомендуется проводить при малом числе зубьев шестерни, имею щей хх ^ 0, ориентировочно равном:
zx |
< |
25 |
при |
фп < 0,7-10-*; |
||
г 1 < 2 3 п р и |
0 , 7 - 1 0 - 4 < |
Ф п |
< 1,0 - Ю - 4 ; |
|||
гх^20при |
|
1,0-10 4 < |
фп |
< 1,5-10~4 ; |
||
zx |
< |
17 |
при |
1,5-10-4 < |
фп |
2,0-10~4 ; zx «с 15 п р и ф п ^ 2 , 0 |
Здесь фп — значение параметра ф в полюсе зацепления.
Для косозубых некорригированных передач запас прочности против глубинных разрушений можно определять только в полюсе зацепления с учетом коэффициента концентрации нагрузки.
Изложенный выше метод расчета можно использовать для азо тированных и цианированных передач. Для передач с цементован ными зубьями, имеющими большие значения толщины слоя и па раметра ф, возможность развития разрушений в пределах упроч ненного слоя значительно возрастает. Поэтому расчет цементован ных передач на глубинную прочность требует дальнейшего уточ нения.
Рассмотрим порядок определения запаса прочности при дей ствии перегрузок.
Пусть зубчатая передача подвергается периодическим пере
грузкам интенсивностью kxw, |
где kx > 1,0. Число циклов дей |
|||||||
ствия перегрузок за весь период работы передачи <— |
NHc. |
|||||||
Передача |
характеризуется величинами |
SHa; |
ф и |
Я 5 с е р д . |
||||
Из уравнения |
кривой |
усталости следует |
|
|
|
|||
|
L n n |
Urn г |
L n n lim со I / |
^ |
|
|
|
|
|
L n p |
lirn с |
l n p lim со |
у |
|
|
|
|
где Тпрнтс — о г р а н и ч е н н ы й |
предел |
усталости, |
соответствующий |
|||||
числу циклов |
действия перегрузки — Л^Я с ; |
Nm |
— базовое число |
|||||
циклов, определяемое из уравнения (4.7). |
|
|
|
|||||
Ограниченный предел усталости, выраженный в напряжениях |
||||||||
по Герцу, будет равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а Я И т с = 1 0 , 7 Я В с е р д Л ( ф ' ) |
| / |
|
|
|
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NHc. |
|
|
|
|
|
Значение А (ф') определяется из графика на рис. 4.5 по зна чению ф'.
Запас прочности против действия перегрузок будет равен
Э#0 • |
YY |
X |
А (Ф) Vу |
H |
|
|
Л/ясN c ' |
.12
-= |
|
П р и м е р. В зубчатой |
передаче с характеристиками |
SHa |
= |
1,5; Я В с |
е р д = |
|||||||
220; ф — |
1,82-10 4 ; |
А (ср) = |
6,65 возникают перегрузки, |
причем k\ = |
15 ; |
|||||||||
Nnc= |
0,1-10'. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
% б |
= |
( 0 , 0 1 3 3 Я В с е р д - |
1). 107 = |
(0,0133 - 220 - 1) |
10' = |
1,92-10'; |
|
|||||
|
|
|
|
|
Г.82-10-4 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
18/" |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
у |
- |
0 , 1 - 1 0 ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с ' |
|
_ |
1-5 |
б.'З L 8 |
/ 1,92-10' _ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Я а _ 7 П " б ^ 5 " ^ |
0,1-10' " - |
1 |
> 6 ' - |
|
|
|||||
В |
том случае, |
когда |
М.{е^ |
Nяб; |
SHa=---—^. |
|
|
|
|
|
||||
V к
8 В. Н. Кудрявцев и др .