Файл: Повышение несущей способности механического привода..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 71

Скачиваний: 0

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

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

 

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

з 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