Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки

Для типовых режимов нагружения действие пиковых нагрузок оцениваем коэффициентом перегрузки:

, где  из данных электродвигателя (см. раздел 1.1).

Для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разруше-ния поверхностного слоя контактное напряжение  не должно превышать допускаемое напряжение , МПа:

,                                                                     (2.55)

где  – из расчета в разделе 2.12;

 = 2,8 ;                                                                                      (2.56)

=640 МПа – предел текучести материала колеса (приложение 2, таб-лица 2.1).

Для предотвращения остаточных деформаций и хрупкого разрушения зубьев напряжение  для колеса и шестерни не должно превышать допуска-емое напряжение , МПа: ,                              (2.57)

где  – расчетное значение напряжений изгиба для колеса и шестерни – из раздела 2.14 (  и ).

Максимальные допускаемые напряжения изгиба вычисляют в зависимости от вида термической обработки и возможной частоты приложения пиковой наг-рузки, МПа:

,                                                                                 (2.58)

где  – предел выносливости при изгибе (см. раздел 2.3,  и );

 = 4 – максимальное значение коэффициента долговечности (см.

раздел 2.3);

 – коэффициент влияния частоты приложения пиковой нагрузки:

 = 1,2…1,3 – в случае единичных перегрузок. Для объемной термооб-работки принимаем =1,3;

 = 1,75 – коэффициент запаса прочности.

Таким образом:

 – для колеса;

 – для шестерни.

Вывод: ; .

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Расчет выполняется для задания 2.3.

 

Выбор материала червяка и колеса

Червяк: сталь 40Х ГОСТ 4543-71, термообработка – улучшение до твердос-ти 269…302 НВ и закалка ТВЧ поверхностного слоя до твердости 45…58 НRС; шлифование и полирование витков червяка до  0,8 мкм. Принимаем, что червяк будет эвольвентным ( ).

Колесо: для выбора материала червячного колеса находим ожидаемое значе-ние скорости скольжения (с точностью до второго знака после запя-той), м/с:

 = ,                                                                                (3.1)

где  – частота вращения червяка, об/мин;

 – вращающий момент на валу червячного колеса, Н·м (см. итоговую таблицу в разделе 1.3).

Выбор материала зубчатого венца червячного колеса производится по табли-це 3.2 (приложение 3) в зависимости от скорости скольжения :

I группа – оловянные бронзы применяют при  >5 м/с;

II группа – безоловянные бронзы и латуни применяют при = 2…5 м/с;

III группа – серые чугуны применяют при <2 м/с.

Примечания: 1. Допускается выбрать для колеса материал II группы, если  < 2 м/с, при этом червяк подвергнуть термооб-работке: улучшение, твердость 269…302 НВ.

2. Из таблицы 3.2 выписываем способ литья и технические ха-рактеристики ( , или ) выбранного материала.

Допускаемые напряжения

Допускаемые контактные напряжения

I группа.  – допускаемое напряжение при числе циклов перемены нап-ряжений, равном 10⁷: = (0,75…0,9) . Коэффициент 0,9 – для червяков с твердыми (Н ≥ 45HRC), шлифованными и полированными витками. Коэффици-ент 0,75 – для червяков с Н ≤ 350НВ.

Принимаем = 0,9 .

 – коэффициент долговечности:

 = , при условии  ≤ 1,15.                                                      (3.2)

Здесь  – эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного ко-леса за весь срок службы передачи:

 = ·  ≤ ,                                                                            (3.3)

где – коэффициент эквивалентности, который принимают по табли-це 3.3 (приложение 3) в зависимости от типового режима. Назначаем для привода типовой режим II – средний равновероятностный: =0,2.

Суммарное число циклов перемены напряжений:

 = ,                                                                                            (3.4)

где  – частота вращения червячного колеса, об/мин;

 – время работы передачи в часах: = ·365· ·24· , рас- (3.5)

шифровку см. в разделе 2.2, формула (2.8):  = 7665 ч.

Примечание. Значения  и  для удобства необходимо представить в виде числа, умноженного на 10⁷.

 – коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания материала колеса. Его принимают в зависимости от скорости скольжения по формуле:

.                                                                                                      (3.6)

Далее находим допускаемые контактные напряжения при числе циклов перемены напряжений , МПа:  = · · .                                  (3.7)

II группа. Допускаемые контактные напряжения, МПа:

 =  – 25 .                                                                                      (3.8)

Здесь = 300 МПа для червяков с твердостью на поверхности витков ≥ 45HRC; = 250 МПа для червяков при твердости ≤ 350 НВ.

III группа. Допускаемые контактные напряжения, МПа:

= 175–35 .                                                                                          (3.9)

---

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 623; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!