Розрахунок допустимих напружень

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Допустимі контактні напруження і напруження згину визначають окремо для колеса ,  і шестірні ,  в залежності від матеріалів і їх термообробки (таблиця 1) з урахуванням часу роботи передачі.

 (1)

 (2)

де , коли т.о. колеса – поліпшення;

, коли т.о. колеса – загартування СВЧ;

, коли ;

, коли т.о. колеса – поліпшення;

, коли т.о. колеса – загартування СВЧ.

Коефіцієнт довговічності за розрахунком з контактних напружень

 (3)

Коефіцієнт довговічності за розрахунком що до згину

 (4)

Число циклів зміни напружень , відповідний границі витривалості, визначають за графіком в залежності від середньої твердості НВ_{ср .} чи HRC.

N – дійсне число циклів зміни напружень.

 (5)

де  – кутова швидкість колеса;

 – час роботи передачі;

 і  – допустимі напруження, відповідні числу циклів зміни напружень  і , беремо з таблиці 1.

Рис. 5. Графік числа циклів зміни напружень

Таблиця 1. Механічні характеристики сталей

Марка сталі	Термо- обробка	Твердість поверхні	, МПа	, МПа	, МПа	, МПа	МПа
45   40Х     40ХН, 35ХМ	Поліп шення – «- поліп шення – «-   поліп шення – «-	235…262 269…302 235…262   269…302 235…262 269…302	540 650 640   750 630 750	1,8 +67	1,03	2,8	2,74
40Х   40ХН, 35ХМ	Поліп шення; загар-тування СВЧ – «-	HRC 45…50     HRC 48…53	750   750	14 +170	370 (m>3 мм)     310 (m<3 мм)	40	1260   1430
20Х, 20ХН2М 18ХГТ, 12ХН3А 25ХГМ	Поліп шення цемен- тація і загарту- вання СВЧ	HRC 56…63	800	19	480	40	1200

Для зубчастих передач циліндричних косозубих, шевронних, конічних з круговим зубом при II варіанті термообработки визначають розрахункове допустиме напруження

 (6)

Це напруження не повинно бути більшим за 1,25  – для косозубих і шевронних коліс, а для конічних з круговим зубом – за 1,15 .

Для інших варіантів термообробки і для прямозубих циліндричних і конічних коліс у розрахункову формулу замість  підставляють менше з двох значень  і , тобто

Проектувальний розрахунок

Міжосьову відстань передачі визначають за формулою

 (7)

де знак «– «для передач внутрішнього зачеплення;

коефіцієнт  – для прямозубих коліс;

 – для косозубих і шевронних коліс;

 – коефіцієнт концентрації навантаження, приймають:

при постійному навантаженні =1,8;

при змінному

 (8)

Де  – початковий коефіцієнт концентрації навантаження;

 – коефіцієнт режима навантаження.

Під час розрахунків приймаються такі режими навантаження:

O – постійний;

I – важкий;

II – середньоймовірний;

III – середній нормальний;

IV – легкий;

V – особливо легкий

Таблиця 2. Коефіцієнт режиму навантаження

Для коліс, які виконані з сталей, що під час експлуатації не припрацьовуються, .

Початковий коефіцієнт концентрації навантаження  приймають в залежності від схеми передачі і коефіцієнта  (таблиця 3).

Для попереднього розрахунку визначимо  орієнтовано

 (9)

де  – коефіцієнт, який приймають з ряду стандартних значень:

0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63

в залежності від розташування коліс відносно опор:

симетричне розташування                                             0,4…0,5

несиметричне розташування                                                   0,25…0,4

консольне розташування одного або обох коліс          0,2…0,25

для шевронних передач                                                 0,4…0,63

Менше значення приймають для передач з твердістю зубців більше, ніж HRC 45.

Таблиця 3. Коефіцієнт

Отриману міжосьову відстань заокруглюють в більший бік до стандартного значення з ряду:

40; 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315 (мм)

Рис. 6. Схеми розташування коліс відносно опор

Визначають попередні основні розміри коліс

ділильний діаметр:

ширину колеса:

Ширину колеса заокруглюють в найближчий бік до стандартного числа.

Модуль передачі знаходять за формулою

 (10)

де  – для прямозубих;

 – для косозубих;

 – для шевронних коліс.

Отримане значення модуля заокруглюють в більший бік до стандартного з ряду (таблиця 4).

Таблиця 4. Стандартний ряд модулів

При твердості  НВ ≤ 350                          m ≥ 1.0 мм;

НВ ≥ 400                           m ≥ 1.5 мм.

Сумарне число зубців  визначають в залежності від найменшого кута нахилу зуба

 (11)

для шевронних коліс .

Отримане значення  заокруглюють в менший бік до цілого числа і визначають дійсне значення кута:

Число зубців шестерні і колеса:

для шестерні

Заокруглюють  у найближчий бік до цілого числа.

 для прямозубих коліс дорівнює 17, а для косозубих і шевронних .

Якщо <17, то передачу виконують з додатним коригуванням для усунення підрізання зубців і збільшення їх зламної міцності, розраховуючи коефіцієнт коригування за формулою

Для коліс зовнішнього зачеплення , внутрішнього .

Кількість зубців колеса зовнішнього зачеплення  внутрішнього .

Фактичне передаточне число  не повинне відхилятись від заданого більш, ніж на 4%.

Діаметри зубчастих коліс:

ділильні діаметри

 (12)

 (13)

Знак «– «– для зовнішнього зачеплення;

діаметри кіл вершин  і западин

 (14)

 (15)

 (16)

 (17)

де ,  – коефіцієнти коригування шестерні і колеса;

 – коефіцієнт сприймання коригування;

 – ділильна міжосьова відстань

Визначають сили в зачепленні

– окружну               ; (18)

– радіальну                  (19)

(для стандартного кута )

– осьову                   (20)

1.2.4 Перевірочний розрахунок за контактними напруженнями і напруженнями згину

Зубці коліс перевіряють за напруженнями згину.

Розрахункове значення напруження згину у зубцях колеса:

 (21)

у зубцях шестерні

 (22)

де  – коефіцієнт, який залежить від кута нахилу зубців;

для прямозубих коліс =1;

для косозубих коліс в залежності від ступеня точності визначається за таблицею 5.

Таблиця 5. Коефіцієнт

Ступінь точності	6	7	8	9
	0,72	0,81	0,91	1,0

Попередньо знаходять ступінь точності в залежності від швидкості колеса  за таблицею 6.

Таблиця 6. Зв’язок між ступенем точності і окружною швидкістю колеса

 – коефіцієнт концентрації навантаження; для коліс, які припрацьовуються під час роботи =1; коли навантаження змінне

 (23)

де  – початковий коефіцієнт концентрації навантаження, приймається за таблицею 7.

Таблиця 7. Коефіцієнт

Для коліс, що не припрацьовуються під час роботи, = .

 – коефіцієнт динамічного навантаження, приймаємо за таблицею 8.

Таблиця 8. Коефіцієнт

 – коефіцієнт, що знаходять за формулою:

 (24)

 – коефіцієнт форми зуба, знаходять за таблицею 9.

Таблиця 9. Коефіціент

Зубці коліс перевіряють за контактними напруженнями.

Умова міцності має вигляд

 (25)

де  – для прямозубих коліс;

 – для косозубих, шевронних.

 – приймають за таблицею 10.

Таблиця 10. Коефіцієнт

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры