Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 66

Скачиваний: 0

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

формулы (1.30). Принимаем в этой формуле k = 0,45 и постоян­

ную Сп =

130 ООО кгс/см2 .

 

Рассмотрим вариант, показанный на

рис. 1.8, ct, в котором

bw Рх и в

зафиксированном положении

реализуются две линии

контакта при максимальной длине одной из них. Полагаем, что при отсутствии деформирующего усилия в одной из пар зубьев имеется

зазор А (рис. 1.8, б), вызванный

погрешностями основных

шагов.

Длину контактной линии этой

пары обозначим 13, а

другой

пары — 10.

 

 

Обозначим б0 — максимальную величину деформации в паре /„. Базируясь на предпосылках, положенных в основу формулы

Рис. 1.8. Рабочий участок

плоскости зацепления цилиндрической передачи

с dwi=\20;

и = 2 ; bw =

85; ka= 14; е а = 1,6; 0 = 1 1 ° ; ш в . с р = 119,5 кгс/см;

 

F

=

1035 кгс; wcp = 75 кгс/см

(1.30), получим зависимости для определения нормальных уси­ лий Fn0 и F„3, воспринимаемых парами /„ и /„ при реализации их теоретических длин:

 

 

 

Fno

=

0

0,45 y s / 0 )C„/ 0 ; "

 

 

 

 

^

=

( 6 0

- Д - 0 , 4 5 ^ 4 ) С„/ А .

 

 

Далее

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К°т

=

^

-

= ^

,

 

(1.31)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

после

деформирования

касание

зубьев происходит

по

всей длине / 0

и /3 ,

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

[ 0 , 4 5 ( / g + a Y £ + / 3 A ] C n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« . +

<.) Wcp

( 1 ' 3

2 )

Заметив, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щг,

— . Fn

_

 

Ftw cos . ...

 

^Ж 1 г//г0

 

 

 

р

'mm

6 m e a c o s p c o s a

(и - 4 - 1) e a c o s a

'

 

37


получим

 

„ о

 

, ,

M 5 ( / g + ^ ) v z + / 3 A l С„ (и + l ) e a c o s a

 

Л / '

Г

' :

 

 

 

(u+t3)dwluk0

 

 

( L 3 2 a )

Если в паре с зазором длина рабочего участка линии кон­

такта

•< /3 ,

то

в формуле

(1.31) имеем

 

 

 

 

б0 =

Д _

1,11 /oYz +

/ ( А

-

1,11 /от.)2 + 2,22 ^

 

-

Л2 +

уЫ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.33)

Анализ приведенных зависимостей показывает, что даже при

сравнительно

малых

погрешностях

величина

Кн$

значительна

и, следовательно, имеются большие перегрузки.

 

 

 

По

рис.

1.8,

если

Сп

=

130 000

кгс/см2 ,

y s

=

10~4

рад и

А = 0, то по формуле

(1.32)

или (1.32а) получим

/Сяр =

1,577

Этим критерием обычно исчерпывается учет факторов, влияющих

на распределение

удельных

давлений.

 

 

Если

же v s =

0 и А =

14,8 • 10~4 см,

что соответствует сред­

нему квадратичному отклонений

основных шагов для 5-й сте­

пени точности

по

ГОСТ

1643—56,

то по

формуле (1.31)

имеем

 

 

 

 

 

Кю

=

2,Р.

 

 

При

А =

14,8• 10~4

см

и

|s

=

10~4

рад из формул

(1.33)

и (1.31)

найдем, что

 

 

=

2,97.

 

 

 

 

 

 

KU

 

 

Если разность основных шагов шестерни и колеса обусловлена отклонениями от заданного значения профильного угла инстру­ мента, то неравномерность распределения удельных контактных

нагрузок только от

погрешности

основных

шагов для

передачи

с

<4>i =

120 мм,

и =

3,

bw = 100 мм,

Р =

30°,

т =

4 мм, 7\ =

=

7550

кгс-см

(k0 =

14

кгс/см2 )

при

А =

20

мкм

(что

соответ­

ствует среднему квадратичному отклонению для 6-й степени точности по ГОСТ 1643—56) с учетом переменности жесткости

зубьев

получим Кнр

2,5. 4

Если

нет быстропротекающей приработки от неусталостных

видов износа, то такие перегрузки вызывают выкрашивание, приводящее (наряду с пластическим деформированием и неопас­ ными формами схватывания) к выравниванию удельных нагрузок. Следовательно, перегрузки, вызванные погрешностями шагов, могут не снизить несущую способность, лимитируемую прочностью рабочих поверхностей зубьев, а обусловленное ими выкрашивание

является ограниченным

и

степень

распространения

его зависит

от величины погрешностей.

 

 

 

 

* По

формуле (1.30)

при

С(

=

Спеа cos

f>b = 205 000 кгс/см2

имеем KQH$ ~-

= 1,656,

т. е. отклонение

от

более

точного

результата невелико.

 

38


Значительно отличается влияние этих перегрузок на несущую способность, лимитируемую глубинной контактной и изгибной прочностью зубьев. Последняя может не снизиться и при значи­ тельных К°н$ только в том случае, если процесс выравнивания удельных нагрузок протекает очень быстро (т. е. ему соответ­ ствует малое число циклов N), что возможно при интенсивном износе. В закрытых хорошо смазанных передачах приработка протекает при N существенно или (и это чаще) во много раз пре­ вышающем NF6. При таких условиях нельзя пренебрегать влия­ нием на изгибную прочность перегрузок, вызванных неполно­ той начального прилегания.

Вопрос

этот

сложен и мало

 

 

изучен

и

поэтому

 

возможны

 

 

только приближенные

рекомен­

 

 

дации,

подобные,

например,

 

 

приведенным в работе

[71 ] , где

 

 

рассматриваемая

 

неравномер­

 

 

ность

учитывается

 

введением

 

 

коэффициентов

Хк и

Хш

зави­

 

 

сящих

от

точности,

твердости

 

 

контактирующих поверхности и

 

 

скорости. Но при этом не учи­

 

 

тывается

степень

загруженно­ Рис.

Изменение

величины

сти. Влияние последнего

фак­

*Hbwb ср

пер

тора, как следует из формулы

 

 

(1.31),

существенно

и в дальнейшем

надо искать пути

учета его.

Изменения в геометрии контактирующих поверхностей, связан­ ные с приработочным износом, адгезионными разрушениями, огра­ ниченным выкрашиванием, пластическими деформациями и т. д.,

приводят

к

перераспределению удельных

нагрузок

по

ширине

зубчатого

венца. Изменяется

при

этом и

величина

отношения

Щ max

Кнь,

уменьшаясь, начиная

с величины Кнь (рис.

1.9).

Wb ср

 

 

изменения Кнь и

возможная

стабилизация

его яв­

Процесс

ляется функцией очень слабо изученных факторов. Не случайны поэтому существенные расхождения в рекомендациях различных методов. Известно, например, что на несущую способность и

возможность изменения

распределения

гюъ оказывает

большое

влияние

величина u s ,

но

в методах [10; 54; 134 и

др.] вели­

чина Кнь

не зависит от

vz.

На величину

Кнь влияет

и

характер

изменения нагрузки, однако в одних методах этот фактор учиты­ вается [54; 86; 90; 127 ] , а в других нет 110; 71; 134 ] . Значение Кнь зависит также от твердости контактирующих поверхностей, не учитываемой в методике [134].

Попытки осветить рассматриваемый переходный процесс заслу­ живают внимания [31; 56], но их построения гипотетичны и отсутствие необходимых экспериментальных данных пока не поз­ воляет довести их до практических рекомендаций.

39



Таким образом, в настоящее время нет сколь-либо надежных данных о законе изменения кривой Кнь№ьср (рис. 1.9), но вместе с тем в различных методах величина коэффициента

к

Кпь 1

Априр

„о

Г

 

лнь

1

колеблется в широких пределах и может достигать очень малых значений (например, 0,05—0,20 независимо от величины v%). Это значит, что и при очень больших Кнь в расчет вводится ©ьтах,

не

существенно

превышающее

wcp. Например, при Кнь = 5

и

/Сприр = 0,05

имеем Кнь =

1,2.

При таких рекомендациях игнорируется влияние участка АВ (рис. 1.9) на несущую способность зубчатых передач. Это допу­ стимо при быстро протекающих процессах приработки. Если этого нет, то по крайней мере, расчет на изгиб следует вести исходя из удельной нагрузки К°нь^ьСр с учетом эквивалентного числа циклов изменения напряжений, соответствующего tnep

'пер

 

 

tfs.„ep=60j

n(t)dt.

(1.34)

О

 

 

Таким образом, получившие распространение в методиках

малые значения Кпряр справедливы

при интенсивном

износе и

неприемлемы при больших Кнь для передач, в которых

нет пере­

распределения wb (большие у2 , высокие твердости и т. д.) или оно протекает очень медленно. Такое построение расчетов не ориентирует на формирование конструкции с Кнь, достаточно близким к единице (осуществимом даже и при консольном распо­ ложении шестерен), поскольку в основу его положено ошибочное предположение об отсутствии влияния на несущую способность

передачи перегрузок в период / п е р , независимо от

величины / С п р и р .

Возможность отказов в работе увеличивается с

ростом отноше­

ния Кнь/Кнь и это, в первую очередь, относится к изгибной прочности зубьев, поскольку переходу от Кнь к Кнь может соот­ ветствовать число циклов изменения напряжений, близкое с NF6 или, во много раз превышающее эту величину. В связи с этим рассмотрим следующий пример.

Для прямозубой передачи с Кнь ^ 2, базируясь на приве­ денных выше зависимостях, получена формула для определения минимальной величины отклонения 6 S m a x в тело зубьев шестерни и колеса (со стороны более загруженного торца зубчатых венцов)

от первоначальной поверхности при изменении величины —

40