ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ЗУБЧАТОЙ ПАРЫ НА ПРОЧНОСТЬ
Все используемые в этом разделе формулы и расчётные зависимости взяты из конспекта лекций [2].
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА ПЕРЕДАЧИ
Ресурс передачи вычислим по формуле:
L п =365·Г·Кг·8·C ·Кс ,
где Г=7 – количество лет службы передачи;
Кг= = =0,658 –
коэффициент годового использования;
С=2 – количество смен;
8 – продолжительность рабочей смены в часах;
Кс= = =0,875 –
коэффициент сменного использования.
В результате получим:
L п =365·7·0,658·2·8·0,875=23536,66 (часов).
Шестерню изготавливают более твёрдой (твёрдость поверхности зубьев определяется термообработкой), т.к. число её зубьев меньше, чем у колеса, поэтому она совершает большее число оборотов и испытывает большее число циклов нагружения.
Следовательно, для равномерного изнашивания зубъев передачи твёрдость материала шестерни должна быть выше твёрдости материала колеса на 3…5 единиц по шкале Раквелла.
Характеристики материала колеса и шестерни приведены в Таблице 8.
Таблица 8. Характеристики материала зубчатой пары
Элемент зубчатого зацепления | марка стали | твёрдость HRC | технология упрочнения |
колесо | 40Х | 50 | поверхностная закалка |
шестерня | 40Х | 54 | поверхностная закалка |
РАСЧЁТ ПОВЕРХНОСТИ ЗУБА КОЛЕСА НА ПРОЧНОСТЬ ПО КОНТАКТНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ
Расчёт проводим для колеса, как наиболее слабого элемента зацепления.
Запишем условие прочности:
|
|
σ н ≤ [ σ н ] ,
где σ н – действующее напряжение при циклическом контактном воздействии;
[ σ н ] – допускаемое контактное напряжение.
Значение допускаемого контактного напряжения [ σ н ] определяется по формуле:
[ σ н ]=( σ но · kHL )/[ kH ] , (24)
где σ но – предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения (зависит от материала и термообработки);
σ но =17·HRC+200=17·50+200=1050 МПа;
kHL – коэффициент долговечности;
kHL = ,
где NHO=4·106 – базовое число циклов нагружения (взято из конспекта лекций [2]).
NHE=60·c· n 1·L п , - число циклов за весь период эксплуатации;
где c=1 – число вхождений зуба в зацепление за один оборот;
NHE=60·140·23536,66=197,71·106 ;
kHL = =0,522 ,
т.к. у нас термообработка поверхности зубьев - поверхностная закалка, то 1 ≤ kHL ≤ 1,8 и, следовательно, берём kHL=1.
[ kH ]=1,25 – коэффициент безопасности (выбирается в зависимости от вида термохимической обработки зубьев: поверхностная закалка).
Вычислим значение [ σ н ] по формуле (24):
[ σ н ]= ·1=840·106 Па.
Значение σ н вычислим по формуле:
σ н= · , (25)
где α=340000 Н·м2 – вспомогательный коэффициент, который зависит от материала колеса и шестерни (сталь – сталь);
|
|
k Д – коэффициент динамичности, отражающий неравномерность работы зубчатой передачи (зависит от скорости и точности передачи);
k К – коэффициент концентрации, отражающий неравномерность распределения напряжений по длине линии контакта;
k Д · k К =1,3 ;
V к=1,35 – коэффициент, отражающий повышенную нагрузочную способность косозубых и шевронных колёс;
aw=100·10-3 м – межосевое расстояние;
i ф=3,57 – передаточное число редуктора;
tk=25·10-3 м – ширина венца зубчатого колеса;
β=16˚15΄37˝ - угол наклона линии зуба;
M ∑ max=216 (Н·м) – максимальный суммарный момент.
Следовательно, σ н по формуле (25) получится:
σ н= · =831,54·106 Па.
Как видно из расчёта, условие прочности по контактным напряжениям выполняется: 831,54•106 < 840·106. Следовательно, вид термохимической обработки зубьев выбран верно.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 131; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!