 |
Проверочный расчет на прочность ЗК при действии пиковых нагрузок
|
|
|
|
Напряжение контакта при действии пикового момента:
σHпик= σH·(Тпик/Т)1/2 ≤ [σH]max
Максимальное напряжения в опасной точке при изгибе зуба под действием пикового момента:
σFпик=σF·(Тпик/Т) ≤ [σF]max
Значения допускаемых напряжений:[σH]max, [σF]max принимают в зависимости от материала и вида термообработки ЗК. Расчет проводиться для каждого зубчатого колеса. Начинают расчет зубчатых передач с наиболее нагруженной ступени – тихоходной
Определение допускаемых напряжений и эквивалентного числа циклов нагружения по заданной циклограмме.
Исходные данные:
Заданная долговечность передачи Lh=10 лет
Коэффициент использования в течении года кгод =0,6
Коэффициент использования в течении суток ксут =0,5
Циклограмма нагружения редуктора, где:
Т1, Т2, Т3, Н∙м - крутящие моменты на рассчитываемом валу привода;
Lh1, Lh2, Lh3 ,час – продолжительность работы привода на заданном режиме нагружения;
 |
Прежде всего, определяем продолжительность работы привода: LH =Lh·365·кгод·24·ксут;
Определяем эквивалентное число циклов нагружений ЗК при расчете на контактную прочность
 |
m=6 - показатель наклона левой ветви кривой усталости при любом виде термообработки стальных и чугунных колес.
с - число колес работающих в контакте с рассматриваемым ЗК
n – обороты рассматриваемого колеса, мин-1
Определяем эквивалентное число циклов нагружений большего ЗК при расчете на контактную прочность NHE2= NHE1/U
U- передаточное число рассматриваемой передачи
Определяем базовое число циклов, соответствующее пределу выносливости
NHG= NHlim1=·30·(HHB)2,4, можно также определить по графикам, приведенным в литературе.
Рассчитываем коэффициент долговечности: если NHlim1≥NHE1, ZN1=(NHlim1/NHE1)1/m, где m=6, Должно быть ZN1≤ 2,6 для однородной структуры материала и ZN2≤ 1,8 для материала с поверхностным упрочнением (ТВЧ, цементация и т.п.). Если получилось больше этих значений принять эти значения. Если NHlim1≤NHE1, ZN1=(NHlim1/NHE1)1/m,где m=20,
|
|
|
Должно быть ZN1≥0,75, если получилось меньше, принять 0,75! Аналогично для другого ЗК.
Рассчитываем допускаемые контактные напряжения по эмпирическим формулам указанным в зависимости от материала и термообработки, например для объемной закалка стали 40Х:
σHlim1=18HRC+150
Вычисляем допускаемые контактные напряжения: [σH1]=(σHlim1/SH1)·ZN1·ZR·ZV·ZL·ZX·
 |
где SH1- коэффициент запаса прочности (зависит от материала и термообработки)
 |
Эквивалентное число циклов нагружений большего ЗК:
n, мин-1– частота вращения; с- число колес, находящихся в зацеплении с рассматриваемым;
m – показатель наклона левой ветви кривой усталости;
При расчетах на усталость при изгибе для ЗК с твердостью поверхностного слоя зубьев Н≤350НВ, а также закаленных с нагревом ТВЧ с обрывом закаленного слоя у переходной поверхности и ЗК со шлифованной переходной поверхностью независимо от твердости и термообработки зубьев m =6, для ЗК с нешлифованной переходной поверхностью при твердости поверхности зубьев Н>350НВ, m =9.
Далее определяем эквивалентное число циклов нагружений для шестерни
NFE1=NFE2∙U
Предел выносливостипо изгибуσFlim1, выбираем из таблицы, например
σFlim1=500 МПа - объемная закалка стали 40Х;
Рассчитываем коэффициенты долговечности по изгибу
YN1= (NFG/NFE1)1/m,если значение коэффициента получился меньше единицы, следует принять принять YN1=1. Рекомендуется принимать для всех сталей NFG= 4·106,
m=6 - при улучшении, нормализации, азотировании материала ЗК
m=9 - при закалке объемной, поверхностной и закалки после цементации.
Аналогично определяем YN2
|
|
|
Допускаемые изгибные напряжения для шестерни
[σF1]=(σFlim1/SF1)·YN1·YR1·YА1·Yδ1·Yх1
SF - наименьший коэффициент запаса прочности при изгибе
YR - к-т учитывающий шероховатость переходной поверхности, при Rz=40 и менее: YR=1.
YА- к-т учитывающий реверсивный характер работы ЗП (YА=0,7…0,8).
Для нереверсивных передач YА=1(одностороннее приложение нагрузки).
Yδ- к-т учитывающий чувствительность материала к концентрации напряжений, можно принять Yδ=1.
Yх- к-т учитывающий размеры ЗК: Yх=1,05- 0,000125·d,
где d,мм- делительный диаметр колеса.
|
|
|
