Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям

Согласно ГОСТ 21354-87 этот расчет выполняется по условию

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru . (4.3.12)

Контактное напряжение, МПа, без учета дополнительных нагрузок
( Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru ):

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , (4.3.13)

где Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес, МПа: для стали Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru МПа; Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления; Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;
Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – окружная сила, Н: Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru .

Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления:

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , (4.3.14)

где Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – угол зацепления, град.

При Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru . (4.3.15)

Коэффициент Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru рекомендуется определять по формулам:

– для прямозубых колес

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , (4.3.16)

– для косозубых колес

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , (4.3.17)

где Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент торцевого перекрытия зубьев, определяемый по
вы­ра­жению

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru . (4.3.18)

Коэффициент нагрузки в зоне контакта зубьев:

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , (4.3.19)

где Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку, Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , если в циклограмме учтены внешние нагрузки; в других случаях необходимо использовать данные таблиц 4.1, 4.2, 4.3; Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий. Значение Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru выбирают в зависимости от твердости поверхности зубьев, ширины колес и схемы передач (см. рис. 4.9); Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку; Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий распределения нагрузки между зубьями (ГОСТ 21354-87): для прямозубых передач Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , для косозубых и шевронных значение Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru определяют по графику (см. рис. 4.10).

Таблица 4.4

Коэффициент КА внешней динамической нагрузки
при расчетах на усталостную прочность

Режим нагружения двигателя Значение коэффициента КА при режиме нагружения ведомой машины
равномерном с малой неравномерностью со средней неравномерностью со значительной неравномерностью
Равномерный 1,25 1,5 1,75
С малой неравномерностью 1,1 1,35 1,6 1,85

Окончание табл. 4.4

Со средней неравномерностью 1,25 1,5 1,75 Свыше 2
Со значительной неравномерностью 1,5 1,75 Свыше 2,25  
Примечание:1. Табличные значения равны отношению эквивалентных нагрузок к номинальным и распространяются на передачи, работающие вне резонансной области. 2. При наличии в приводе гидравлических и упругих муфт, демпфирующих колебания, табличные значения коэффициента КА могут быть уменьшены на 20…30 % при условии, что КА ≥ 1. 3. Двигатели и машины, работающие в указанных здесь режимах, перечислены в таблицах 4.5, 4.6.


Таблица 4.5

Характерные режимы нагружения двигателей

Режим нагружения Вид двигателя
Равномерный Электродвигатель; паровые и газовые турбины при стабильных режимах эксплуатации и небольших пусковых моментах
С малой неравномерностью Гидравлические двигатели, паровые и газовые турбины при больших часто возникающих пусковых моментах
Со средней неравномерностью Многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания
Со значительной неравномерностью Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания

Таблица 4.6

Характерные режимы нагружения ведомых машин

Режим нагружения Вид рабочей машины
Равномерный Электрический генератор; равномерно рабо­тающие ленточные и пластинчатые конвейеры; легкие подъемники; упаковоч­ные маши­ны; вентиляторы; перемеши­вающие устройства и мешалки для веществ равномерной плотности; турбокомпрессоры; легкие центрифуги; механизмы с вращающи­мися деталями

Окончание табл. 4.6

С малой неравномерностью Неравномерно работающие ленточные и пластинчатые транспортеры (для штучных грузов); шестеренные и ротационные насосы; главные приводы станков; тяжелые подъемники; механизмы кранов с вращающимися деталями; тяжелые центрифуги; перемешивающие устройства и мешалки для веществ переменой плотности; поршневые многоцилиндровые, гидравлические насосы; экструдеры; каландры
Со средней неравномерностью Экструдеры; мешалки с прерывающимся процессом; легкие шаровые мельницы; деревообрабатывающие станки; одноцилиндровые поршневые насосы; подъемные машины
Со значительной неравномерностью Экскаваторы, черпалки (приводы ковшей, цепных черпалок, грохотов); тяжелые шаровые мельницы; резиносмесители; дробилки; кузнечные машины; тяжелые дозировочные насосы; ротационные буровые машины; брикетные прессы

Рекомендуемые степени точности изготовления зубчатых передач в зависимости от их назначения и окружной скорости указаны в таблице 4.7.

Коэффициент Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку, при необходимости точного расчета рекомендуется определять по формуле

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , (4.3.20)

где Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – удельная окружная динамическая сила, Н/мм, Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – расчетная удельная окружная сила в зоне наибольшей ее концентрации, Н/мм.

Удельная окружная динамическая сила, Н/мм:

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , (4.3.21)

где Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и моди-фикации профиля головок зубьев (табл. 4.8); Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса (табл. 4.9); Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – окружная скорость, м/с; Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru – межосевое расстояние, мм; и – передаточное число.

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Рис. 4.9. Графическое определение значений К и К : цифры на кривых соответствуют
передачам на схемах; более точное определение К и К по ГОСТ 21354-87

Таблица 4.7

Рекомендуемые степени точности изготовления зубчатых передач

Вид передачи Степень точности изготовления передачи при окружной скорости ω, м/с
до 5 5…8 8…12,5 свыше 12,5
Цилиндрическая: прямозубая косозубая        
Коническая: прямозубая с круговыми зубьями       -   -

Таблица 4.8

Значение коэффициента Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Твердость поверхностей зубьев по Виккерсу Вид зубьев Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
HV1 ≤ 350 или HV2 > 350 Прямые без модификации головки Прямые с модификацией головки Косые 0,06 0,04 0,02
HV1 > 350 и HV2 >350 Прямые без модификации головки Прямые с модификацией головки Косые 0,14 0,10 0,04

Таблица 4.9

Значение коэффициента Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Модуль m, мм Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru при степени точности изготовления передачи по нормам плавности (ГОСТ 1643 – 81)
До 3,55 2,8 3,8 4,7 5,6 7,3
Свыше 3,55 3,1 4,2 5,3 6,1 8,2
Свыше 10 3,7 4,8 6,4 7,3 13,5

Если значения Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , вычисленные по формуле (4.3.21), превышают предельные значения, указанные в таблице 4.10, то следует принимать предельные значения из таблицы.

Таблица 4.10

Предельные значения Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru и Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , Н/мм

Модуль m, мм Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru при степени точности изготовления передачи по нормам плавности (ГОСТ 1643 – 81)
До 3,55
Свыше 3,55
Свыше 10

Расчетная удельная окружная сила в зоне ее наибольшей кон­цен­трации, Н/мм:

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Для расчетов зубчатых передач объектов общего машиностроения с достаточной точностью можно использовать значения коэффициентов Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru , указанные в таблице 4.11.

Таблица 4.11

Значения коэффициентов нагрузки KНυ и КFv

Степень точности изготовления передачи Твердость поверхностей зубьев KНυ КFv
при окружной скорости v, м/с
1≤ 350 или HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
1> 350 и HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
HВ≤350 или HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
1> 350 и HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
1≤ 350 или HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
1> 350 и HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
1≤ 350 или HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru -
1> 350 и HВ2> 350 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru
                         

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru

Рис. 4.10. График для определения коэффициента Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям - student2.ru для косозубых и шевронных передач, а также конических передач с круговыми зубьями
(цифры соответствуют степени точности передачи)

Если нагрузка передачи по контактным напряжениям выше 10 % или перегрузка более 5 %, то необходимо скорректировать ширину колеса, межосевое расстояние или применить другой материал.

Наши рекомендации