Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
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 |
= |
(б0 — |
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