Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Вработе [63] обосновывается возможность использования

зависимости

(1.23) для

любых

звольвентных

косозубых

передач,

в

которых

в процессе

работы

возможны некоторые

изменения

в

геометрии

зацепления.

 

 

 

 

 

Естественно, что это

имеет

значение для

передач

со

сравни­

тельно малыми г,.-В приведенном примере в конечной точке Ьъ

имеем — - — 2,14 и такая перегрузка вызывает износ участков

с малыми р п р . Величина выравнивающего износа зависит от мно­ гих факторов и обычно для передач из улучшенных сталей не превышает 15 мкм. Такой износ (или даже существенно больший) является обычным при выравнивании w даже в весьма точных передачах. Так, при погрешностях, допустимых для 6-й степени точности по ГОСТ 1643—56, неравномерность распределения w может характеризоваться в начальный период работы величиной

(см. стр.

38).

 

2

 

 

^ т а х

 

 

И>ср

'

Если

при

> 2 передача

загружена допустимой нагруз-

кой, найденной без учета отмеченной неравномерности (что, как правило, и имеет место в существующих методах расчета), то участки контактных линий несущих ш п ш х изнашиваются и даль­ нейшее повреждение их, как известно из опыта эксплуатации и экспериментов, может не наблюдаться при неограниченно боль­ шом числе N. Установка на подобный компенсирующий ограни­ ченный износ заложена в существующих методах при определе-

ш гпах

нии — — в связи с неравномерностью, вызванной перекосами осей и деформациями тела зубчатых колес. Во всех этих случаях повышенный износ там, где ан превышает некоторое определен­ ное значение. Это превышение может быть следствием неравно­ мерности распределения w или колебаний величины р п р в зоне зацепления.

Следует обратить внимание на существенное влияние вели­

чины cpgu на конечные результаты

и особенно для передач с вы­

соким перепадом твердостей при сравнительно малых

zx.

Так,

для

передачи с

гх

=

18,

и =

6,

|3 =

10°, 1х1

— хг

= 0

имеем

cpg lI = 0,59,

а при

гх

=

40, и =

2,

|3 =

35° и хх

= х2

=

0 имеем

<pg l I

= 0,93.

Очевидно, что,

опираясь на методы оценки

несущей

способности,

в

которых

не учитывается изменение

р п р

 

в зоне

контакта, можно правильно оценить несущую способность зоны gu во втором варианте и существенно завысить ее в первом варианте. Это завышение весьма значительно при высоком перепаде тЗер-

достей НВг—ЯВ3.

Следует также

обратить

внимание

на то, что

величина

1тп

обычно определяется для всей зоны

зацепления

ё\ + ёи

(рис.

1.4),

тогда как при

высоком

перепаде

твердостей

27


необходимо особо.учитывать колебания суммарной длины кон­

тактных линий в зоне gu при — не равном целому числу.

Рх

Расчеты с учетом закономерностей, описываемых зависи­ мостями (1.19)—(1.23), не только вносят уточнения в оценку не­ сущей способности, но и позволяют получить наиболее рациональ­

ную геометрию зацепления и избежать имеющиеся

ошибки. Так,

в мощных быстроходных шевронных передачах с

НВЛ—НВй^*

ГЗ: НВ 80

широкое применение получила

коррекция,

при

которой

Xi — —х2

0,5. С помощью

формулы

(1.19) легко показать,

что перейдя к значениям х1 =

х2 0, можно повысить

несущую

способность.

 

 

 

 

Неизбежные во многих случаях отклонения от закона

распре­

деления w, описываемого кривой а, оказывают большее влияние на несущую способность (лимитируемую изломной прочностью зубьев), как правило, неучитываемое в расчетных методиках. Измерение распределения w в соответствии с зависимостью (1.23) при равнотвердых зубчатых колесах приводит к увеличению про­ тив расчетного значения величины отношения напряжений изгиба у основания зубьев шестерни и колеса. Это отношение увеличи­ вается с ростом и и уменьшением гх. При высоком перепаде твердостей НВХ—НВ2 это отношение меньше расчетного и, следова­ тельно, существующие нормы приводят к завышению несущей способности колеса против его действительного значения. В работе [71 ] дается весьма приближенная рекомендация для учета влия­ ния распределения w в соответствии с кривой b (рис.. 1.4).

Расхождения в распределении w, соответствующих кривой а •и зависимости (1.23), особенно значительны при внутреннем зацеплении. Это легко обнаружить из сравнения кривых изме­

нения р п р . в н е Ш н

и Рпр. внутр.

совмещенных

на рис. 1.5, для

передач

с внешним и

внутренним

зацеплением

с одинаковыми

и и dx.

Для приведенного частного случая (см. данные в подписи к рис. 1.5),

характерного

для

зацеплений

передач ЗК,

величина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CiU.,

 

 

 

 

 

 

 

( p

g i r l g . =

Pnp.„tei +

s n )

1pnpxdx

 

 

в

передаче с

внутренним

 

 

 

а,Ь2

 

чем

в

передаче

зацеплением

больше,

с внешним зацеплением на

17%

при хх

=

х2 =

0 и на 40% при

xi

=

х2 = 0,6;

здесь

верхний

знак

для

внешнего,

а

нижний

для

внутреннего

зацепления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводим

данные

к выбору

типов

передач

с применением

зацепления Новикова. Этот вопрос заметно упрощается при использовании зависимостей (1.1) и (1.6) для расчета этого за­ цепления (см. пример на стр. 65). Для этой цели вместо k0 в упо-

мянутые и другие формулы надо подставить, коэффициент

ы

kQ Р,

определяемый по формуле

(1.24)

28

kop = kop(pH.3,

 

 


где kop —• коэффициент для косозубых передач с эвольвентным зацеплением (при невысоком перепаде твердостей рабочих поверх­ ностей зубьев шестерни и колеса); срн э —коэффициент, равный отношению допускаемых нагрузок, для зацеплений Новикова и эвольвентного.

 

 

 

 

'ис.

1.5.

Кривые

измене­

 

 

 

 

 

ния

р п р

для

внешнего и

 

 

 

 

 

внутреннего

зацепления

 

 

 

 

 

при

и = 2,5;

zi = 20;

 

 

 

 

 

 

z2 -

50;

р*

15°

 

Значения

коэффициента

срн э ,

полученные

по

данным

источ­

ника [71], приведены

на

рис.

1.6. Величину

kop

можно

брать

из рис. 1.2„а

(кривая

2).

 

 

 

 

 

 

 

К расчету зубьев на изгиб. Исходную зависимость для опре­ деления допускаемой величины нормального усилия между зубьями, положенную в основу расчетов на изгиб зубьев эвольвентных передач, можно представить в следующем виде:

(1.25)

где QF — некоторый постоянный коэффициент.

29



Большое распространение получили методы расчета с исполь­

зованием коэффициентов формы у, для номинальных

напряжений,

базируясь

на гипотезе

плоских сечений

[86, 87;

90; 133; 136;

143; 1491 с

введением

эффективного коэффициента

концентрации

в формулы

для допускаемого напряжения,

как это

принято при

расчете, например, валов.

Имеются предложения [54;

1271,

в соответствии с которыми

при расчете неупрочненных

зубьев

используются коэффициенты у номинальных напряжений, а для зубьев с поверхностным упрочнением — коэффициенты Y мест­ ных напряжений. При этом используемые при определении допу­ скаемых напряжений значения Ка изменяются в узком диапазоне

(от

1,1 до

1,3) для любых значений г и х и поэтому, как и в методах

[133; 136;

143; 149; 159], зависимость между Fnpen

и у близка

к

прямо

пропорциональной.

 

30

Но такая зависимость не оправдывается для зубчатых колес с внешними зубьями при характерных значениях теоретического

коэффициента концентрации Кт -у-, обычно не превышающего

двух. Об этом свидетельствуют эксперименты, показывающие, что увеличение отношения радиуса переходной кривой у основания зуба к модулю вызывает повышение несущей способности, мало отличающееся у зубьев с упрочненной и неупрочненной поверх­ ностью [107; 152]. Этому важному вопросу посвящен п. 7, в ко­ тором экспериментально обоснована возможность принять прямо пропорциональную зависимость между нагрузкой и Y для внеш­ них зубьев с упрочненными и неупрочненными поверхностями.

Таким образом, использование коэффициентов формы местных напряжений при Кт ^ 2-^2,2 оказалось возможным при всех видах термообработки, несмотря на условность расчетов по

местным

напряжениям

при

поверхностных упрочнениях.

 

В колесах с внутренними зубьями, нарезаемыми стандартными

долбяками,

обычно

т

>

2

и увеличивается

с ростом

числа

зубьев

долбяка. Например,

при

числе зубьев

колеса —

60 и

долбяка —

34 имеем

Кт

=

2,9

при

приложении

нагрузки

в вер­

шине [122]. Величина Кт значительно превышает это значение при приложении нагрузки в зоне однопарного зацепления, т. е. для случая, представляющего наибольший практический интерес в ответственных высокозагруженных передачах.

При таких значениях Кт расчет по местным напряжениям ведет к занижению несущей способности не только для поверх­ ностно-упрочненных зубьев, но и при окончательной термооб­

работке — улучшении. В

этом

легко

убедиться

из

анализа

рис. 4.54 и 4.58 [75].

 

 

 

 

 

В работах [68; 71] использованы'коэффициенты

Y для расчета

внутренних зубьев, но при

этом

введены

ограничения,

в соответ­

ствии с которыми, начиная с некоторых значений величина Кт принимается постоянной. Однако и при этой поправке рекомен­ дации к расчетам внутренних зубьев остаются приближенными.

Исследования, направленные к разрешению данной проблемы, являются важным условием для повышения надежности плане­ тарных передач, применение которых быстро расширяется. Это

уточнение оценки

изгибной прочности имеет большое значение

для

передач

ЗК,

поскольку максимально возможное использова­

ние

ресурса

несущей способности, лимитируемой изгибной проч­

ностью зубьев, в этом случае является эффективной мерой сни­ жения потерь на трение в зацеплениях.

Исходя из данных с внешними зубьями и круглыми образ­

цами [75], можно

предполагать, что

до некоторого значения

7(т ,

которое обозначим К'т (по-видимому,

близкого к двум), возможно

использование

коэффициентов Y, а

при Кт > Кт величина

Y

определяется

по

формуле

 

 

Y = A-.

кт

31