В розрахунках на витривалість

Режим навантажувань передачі характеризується циклограмою моментів (рис. 6.8), де наведені (в порядку зменшування) обертові моменти , що діють на протязі відпрацювання заданого ресурсу . Циклограма моментів дозволяє визначити: число циклів – тривалість дії моментів великих ; – тривалість дії моменту .

Пікові моменти, що виникають в ситуаціях, що не пов’язані з нормальним процесом експлуатації, є короткочасно діючими (одиничними) і не враховуються в розрахунках на витривалість. Більше того, внаслідок невизначеності їх величин вони не завжди вказуються в циклограмі.

Статистичний аналіз навантажуваності машин різних типів показав, що при всій різноманітності циклограм моментів (навантаг) їх можна звести до декількох типових, якщо при побудові циклограм використати відносні координати і . Більшість режимів навантажувань сучасних машин вміщується в шість типових режимів навантаг (0, I, II, III, IV, V), що наведені на рис. 6.9.

Важкий режим (I) характерний для зубчастих передач гірничих машин, середній рівномірний (II) і середній нормальний (III) – для транспортних машин, легкий (IV) і особливо легкий (V) – для широкого спектру універсальних металорізальних верстатів.

Розрахунок за еквівалентними циклами. В розрахунках на витрива-лість змінний режим навантажувань заміняють еквівалентним (за дією від утомленості) постійним режимом з навантагою і ресурсом , де – найбільший обертовий момент; – еквівалентне число циклів.

Заміну змінного режиму еквівалентним постійним здійснюють, керуючись гіпотезою лінійного підсумовування пошкоджень від утомленості.

У розрахунках на контактну витривалість змінність режиму навантажувань враховують при визначенні коефіцієнта довговічності : замість визначеного ресурсу у формулу для підставляють еквівалентне число циклів .

У розрахунках на витривалість при згині, визначаючи коефіцієнт довговічності , замість підставляють еквівалентне число циклів .

Еквівалентні числа циклів визначаються за формулами:

(6.12)

де – коефіцієнти еквівалентності по циклах, що враховують тип режиму навантажувань і характер накопичення пошкоджень, тобто прийнятий в розрахунках спосіб підсумовування пошкоджень.

Для типових режимів навантажень значення і наведені в таблиці 6.10, для постійного (нульового) режиму . У загальному випадку їх значення обчислюють за формулами

де – коефіцієнти корекції гіпотези лінійного підсумовування пошкоджень;

– показник степеня кривої втомленості (табл. 6.9).

Як правило, в запас міцності кладуть умову, що підсумовуванню підлягають усі моменти циклограми навантажувань і .

Розрахунок за еквівалентними моментами. Відповідно до ГОСТ 21354-87 дані розрахунки передбачають можливість врахування змінності режиму навантажувань методом еквівалентних моментів, у якому змінний режим заміняють еквівалентним постійним режимом з параметрами і , де – еквівалентний момент; – визначений ресурс.

У розрахунках на витривалість, використовуючи даний метод, замість обертального моменту підставляють еквівалентні моменти або , які визначають за формулами:

(6.13)

де і – коефіцієнти еквівалентності моментів.

Для типових режимів навантажувань значення і наведені в таблицях 6.11 і 6.12. В загальному випадку ці коефіцієнти обчислюють за формулами:

при ,

при

при

при

Як правило, найслабшим з точки зору міцності є зубець колеса, а тому при визначенні і у формули підставляють значення і для колеса, тобто і . А коли слабкішими будуть зубці шестірні, то підставляють і стосовно шестірні, проте при цьому рекомендується ще раз перевірити правильність вибору твердості для шестірні і колеса.

Рис. 6.8. Циклограма моментів зачеплення

Рис. 6.9. Типові режими навантажування: 0-постійний; І - важкий;
ІІ - середній рівномірний; ІІІ - середній нормальний; IV - легкий;
V - особливо легкий

Таблиця 6.10

Коефіцієнти і

Номер режиму за рис. 6.9	Режим навантажувань		Значення при
	Важкий	0,500	0,300	0,200
	Середній рівномірний	0,250	0,143	0,100
	Середній нормальний	0,180	0,065	0,0358
	Легкий	0,125	0,038	0,016
	Особливо легкий	0,063	0,013	0,004

Таблиця 6.11

Коефіцієнт

Номер режиму за рис. 6.9	Відносний ресурс
	0,80
	0,63	0,80
	0,56	0,71	0,89
	0,5	0,63	0,79	0,90
	0,4	0,49	0,62	0,72	0,79	0,85	0,90

Таблиця 6.12

Коефіцієнт