Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
от |
/С/76 к |
Кнь- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
° 2 m i n |
— |
2 Q |
[(К°нь)2-\-4(Кнь-1)] |
|
= |
|
|
|
|||
|
|
= |
2 ^ |
+ |
1 |
) |
" ^ |
№ ) a - 4 ( / C M - l ) J . |
|
(1.35) |
||||
|
При твердости контактирующих поверхностей Я/3 600, Кнь |
= |
||||||||||||
= |
2 и |
= |
1,5 * |
для |
передачи с d m l = |
200 |
мм, |
и = 2, |
С; |
= |
||||
= |
150 000 |
кгс/см2 при |
k0 |
= 50 кгс/см2 из |
формулы |
(1.35) |
нахо |
|||||||
дим б 2 т 1 п |
= 47 мк. |
При |
контактных |
напряжениях, |
сответству- |
|||||||||
ющих заданному kQ, |
в хорошо смазанной и защищенной передаче |
|||||||||||||
повреждения |
контактирующих |
поверхностей |
возможны |
только |
||||||||||
при N, во много раз превышающих NF6. |
Что же касается удаления |
|||||||||||||
слоя с суммарной толщиной 47 мк при N, |
близком к NF6, |
то |
это |
возможно при достаточно интенсивных разрушениях рабочих поверхностей неусталостного характера. Следовательно, при рас
чете |
на |
изгиб нельзя |
снижать |
коэффициент |
неравномерности |
с 2 до |
1,5. |
|
|
|
|
Процесс перехода от |
Кнь к Кнь неодинаково отражается на |
||||
изгибной |
и контактной |
прочности |
и вместе с |
тем эти величины |
отличаются между собой сравнительно мало. При Кнь <С 2,5 (большие значения оправданы при благоприятных условиях для
компенсирующего износа) и ^ |
10 величина |
К%ь |
близка |
||
к Кнь |
[46; 99] . Поэтому при существующем |
состоянии |
данного |
||
вопроса |
целесообразно выдерживать |
условие |
[71 ] |
/Ся? 5* Кнь- |
Для снижения возможных отказов, связанных с неблагоприят ным распределением w, необходимо с большой осторожностью относиться к данным, получившим распространение в справочной и учебной литературе, в соответствии с которыми угол ys допу скается равным 0,001 и даже 0,002 рад при «маложестких валах». Опасность таких рекомендаций для передач, не подверженных интенсивному износу, можно обнаружить из анализа зависимости
(справедливой |
при |
Кнь ^ 2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0 |
|
|
-if |
2Ctbmyz |
|
-л Г 2 V Y 2 |
Q |
(и-f- \)zo%awt |
|
|
|
||||
|
K " b |
= |
V |
|
= |
У |
|
|
d^ik0 |
|
|
> |
|
|
||
Так, |
при |
ух |
= 0,001 рад |
(не говоря |
|
о |
7 2 |
= |
0,002 |
рад), как |
||||||
правило, |
Кнь |
|
> |
1. |
Например, |
при |
|
|
= |
0,8, |
k0 = |
15 |
|
кгс/см2 |
||
и Ts = 0,001 |
рад имеем Кнь |
= |
4,76. |
При |
k0 |
= |
50 кгс/см2 |
(высо |
||||||||
кая твердость |
|
рабочих поверхностей |
при значительных N) |
имеем |
||||||||||||
* Такие значения Кнь |
при Кнь |
= |
2 и твердости |
НВ |
6 0 0 имеются, |
например, |
||||||||||
в методике |
[ 5 4 ] при |
малоизменяющейся |
нагрузке |
и в [ 1 0 ] при любом |
характере |
|||||||||||
изменения |
нагрузки, |
|
, |
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
41
Кнь = 2,6, что неприемлемо |
при |
отсутствии интенсивного из |
носа *. |
|
|
Из изложенного следует, |
что |
рекомендации, приведенные |
в различных методах для определения величины Кнь> суще ственно отличаются. Если учитываются только те факторы, ока зывающие влияние на распределение удельных нагрузок, которые отмечены в пункте б на стр 34, то можно считать, что в настоящее время имеется достаточно данных для определения с удовлетво
рительной для многих случаев практики точностью величины |
Кнь- |
Это приближенная зависимость (1.30) при ограниченных q„ = |
^р-, |
данные в § 21 и в источниках [3; 21; 46; 71 и др. ] при любых |
qiv |
Нельзя забывать о необходимости учитывать перемещения, вы званные деформациями и люфтами в опорах. В частности, следует с большой тщательностью подходить к расчетам и конструирова нию передач с коническими роликоподшипниками. Повышенная осевая податливость (например, за счет деформации корпуса [55] и других деталей, воспринимающих осевые нагрузки от внешних колец) в сочетании с осевыми люфтами, задаваемыми тех ническими условиями на сборку, могут оказаться причиной больших значений yz.
Отсутствие данных для обоснованного учета влияния пере грузок в период / п е р является причиной многих отказов. В связи с этим важным условием для повышения надежности и несущей способности является использование всех возможных средств, направленных к уменьшению величины площади криволинейного треугольника ABD (рис. 1.9). Для передач, не подверженных износу, необходимо стремиться к снижению величины Кнь- Некоторые выводы в связи с этим можно получить из анализа
формулы (1.30). |
Заметив, что величина wbcp связана прямо |
про |
порциональной |
зависимостью с произведением dwioHp, |
учтя |
формулу (1.18), зависимость (1.30) можно представить в следу ющем виде:
где Q — постоянный |
для данной |
передачи коэффициент, завися |
||||||||||
щий от и, Ct |
и е а . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из формулы (1.36) видно, что при данном ух |
величина |
Кнь |
||||||||||
уменьшается |
с увеличением |
твердости |
рабочих поверхностей |
|||||||||
зубьев |
и уменьшением |
^ц = |
- J ^ - . |
При |
указанных |
изменениях |
||||||
* В |
данном |
случае |
под |
интенсивным |
понимается |
такой |
износ, |
при |
||||
котором |
величина ( K H b w b c p ) m N3 |
п е р |
пренебрежимо |
мала |
по |
сравнению с |
||||||
(КньЩ c p ) m N3. |
Здесь N3 |
— эквивалентное число |
циклов изменения напряже |
|||||||||
ний, найденное без учета |
нагрузок, соответствующих |
tnep. |
|
|
|
42
величин ИВ и <7Ц увеличивается wzp * и это способствует сниже нию неравномерности распределения удельных давлений в зоне контакта, неучитываемой в современных методах расчета [см. формулы (1.31) и (1.32а)].
Следует |
отметить, что |
при малых и умеренных скоростях |
в косозубых |
эвольвентных |
передачах с весьма большими N3, |
в результате разрушения рабочих поверхностей, кривизна у го
ловок увеличивается, а поверхность ножек становится |
вогнутой, |
и зацепление, как бы приближается к зацеплению |
Новикова. |
При этом падает величина еа и уменьшается (в направлении длины зуба) зона приложения нагрузки. Все это существенно изменяет картину напряженного состояния и существующие методы расчета к рассматриваемому случаю имеют весьма приближенные отно шения.
Прежде чем сформулировать важнейшие выводы, отметим, что нагрузки передач являются случайными функциями времени, а дисперсия механических характеристик деталей и удельных нагрузок, вызванная погрешностями и их сочетаниями, значи тельна. Поэтому использование вероятностных подходов и мето дов математической статистики является необходимым условием получения минимальных весов при заданной вероятности нераз рушения. Однако внедрению этого прогрессивного подхода при проектировании большинства зубчатых передач должны пред шествовать исследования, направленные к уточнению оценки несу щей способности.
Устранение многочисленных «белых пятен» в рассматриваемой проблеме потребует значительного времени. Поэтому приближен ность расчетов неизбежна. В связи с этим необходимо учитывать опыт эксплуатации передач, аналогичных (по режиму работы, материалам конструкции и т. д.) с проектируемой, и предусма тривать возможность эффективных и экономичных испытаний. Особое внимание должно быть уделено усилению исследований в области несущей способности зубчатых передач.
Эти мероприятия являются необходимым условием для про гресса в машиностроении и снижения затрат на изготовление
ив эксплуатации.
2.К выбору типов передач с постоянной величиной
передаточного отношения
Из вопросов, относящихся к выбору типов передач, здесь рассматриваются разбивка передаточных отношений среди ступе ней многоступенчатых передач, определение размеров и суммар-
* Для оценки влияния величины ?ц на значение wcp можно воспользоваться зависимостью
= |
1 / |
2 Г 1 |
( uko |
V |
с р |
у |
<?ц cos а; |
V и ± |
1 / |
43
ных весов зубчатых колес различных типов передач, исходя из прочности зубьев и работоспособности опор сателлитов.
Рассмотрим многоступенчатые передачи, составленные из ци линдрических зубчатых колес. Тихоходной ступени присваивается обозначение I , а последующим соответственно I I , I I I , . . ., п
(рис. 1.10). Передаточные отношения —-этих ступеней обозначим
U\, Иц, . . ., ип.
I
Рис. 1.10. Передача, составленная из п цилиндрических пар
На основании формулы (1.10) суммарный вес зубчатых колес многоступенчатой передачи
|
|
|
|
С 2 Я = 1 Щ^Х кг. |
(1.36а) |
|
Значение % определяется по формуле |
|
|||||
|
+ |
|
1 |
&о\р 1 1 |
Р I |
I |
|
|
^ Х |
" ^ + ^ г Г Х 1 » ^ п 7 р + • • • + |
|||
|
|
|
|
+ ш*^1г-*'«¥£- |
|
( 1 - 3 7 ) |
Величины ул , уЛ 1 , . . . определяются по формуле (1.11а), |
||||||
причем при |
и и |
К3 |
проставляются |
соответственно |
индексы Т, |
|
I I и т. д. |
|
|
|
|
|
|
Значения |
% для |
одноступенчатой |
цилиндрической передачи, |
найденные по формуле (1.11а), даны на рис. 1.11, которые можно
использовать |
для определения |
% |
не только |
одноступенчатых |
|||||||
передач. Предположим, |
что |
надо |
определить |
GZH |
двухступен |
||||||
чатой |
цилиндрической |
передачи |
с |
г'об = и{ип |
= |
3-4 = 12 |
при |
||||
К\р — К\\р и |
^Сз i = |
-Кзп = |
1- Из рис. 1.11 |
находим, |
что |
||||||
указанным значениям щ и ип |
соответствуют Xi = |
4,4 и %п = |
5,3. |
||||||||
По формуле (1.37) находим х = 6,17. |
|
|
|
|
|||||||
Для двухступенчатой цилиндрической передачи из формул |
|||||||||||
(1.11а) |
и (1.37) имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ы - Q K + i R i |
, 1 К + ' Ж + 0 ^ 3 1 1 |
кЫр |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.38) |
4 4
На рис. 1.12 дан график значений % двухступенчатой передачи
для различных ; о б ^~ ы-Ыц |
в зависимости от |
передаточного |
числа |
||
тихоходной ступени |
ы, при |
/Сз 1 = / С з П — I н k p l p = |
А;о 1 1 р . |
|
|
Величина х> к а к |
следует из формул (1.10), (1.3ба) |
и других, |
|||
прямо пропорциональна суммарному весу |
зубчатых |
колес |
GZH |
и поэтому, сопоставляя значения % различных типов передач, получаем представление об их сравнительных весах. В работе [100] показаны преиму щества в отношении габа ритных размеров передачи
с io6 = 10, выполненной
V
—
' 1 2 3 |
>* 5 |
В |
Т 8 |
9 |
10 11и |
Рис. 1.11. |
График |
зависимости |
|||
X от и одноступенчатой цилин |
|||||
дрической |
передачи при |
К3 |
= 1 |
||
|
и К3 |
= |
0,6 |
|
|
Рис. 1.12. График зависимости % от и\ и 'об двухступенчатой цилиндрической передачи при К3 i = К3 и = 1 и kQ \ р =
с двумя |
ступенями, по сравнению |
с |
одноступенчатой. |
И, |
дейст |
||||||||
вительно, |
в |
двухступенчатой |
передаче |
при |
i o 6 = |
10 |
имеем |
||||||
X = 5,9 |
(рис. 1.12), а в одноступенчатой (рис. 1.11) имеем % = 11, |
||||||||||||
т. е. в данном случае (при К3 = |
1) суммарный |
вес зубчатых |
колес |
||||||||||
двухступенчатой передачи почти в два раза |
меньше, чем в одно |
||||||||||||
ступенчатой. Это следует |
из рис. 1.13, на котором нанесены зна |
||||||||||||
чения х. |
соответствующие |
разбивкам |
общего |
передаточного |
отно |
||||||||
шения, |
обеспечивающим |
минимальное |
значение |
G № . ' |
|
|
|||||||
С помощью графика (рис. 1.12) можно осуществить разбивку |
|||||||||||||
заданного |
io6 |
двухступенчатой |
передачи, |
обеспечивающую |
мини |
||||||||
мальное |
значение GZH. |
Так, |
при |
io6 |
= |
38 |
минимальное |
значе |
|||||
ние GSH |
|
для |
передачи |
с |
k o l p |
= |
k o |
U p |
получаем при |
ип |
я» 4,4. |
||
Из рис. 1.12 (и других) следует, что в зоне минимума |
вели |
||||||||||||
чин х в значительном диапазоне изменения и, значение |
|
очень |
мало. Это указывает на то, что без ощутимой потери в весе GE можно варьировать величинами и{ и ии при заданном io6 в до статочно широком диапазоне с целью удовлетворения тем или
45