Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
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 |
/Ст |
> |
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 |