Расчет допускаемых напряжений

Расчет допускаемых напряжений

Допускаемые контактные напряжения. Расчет на вялость рабочих поверхностей зубьев колес при повторяющихся контактных напряжениях базируется на экспериментальных кривых вялости [1], которые обычно строят в полулогарифмических координатах (рис.2.1).

Рис. 2.1 Тут: H - наибольшее напряжение цикла, NH - число циклов нагружений, H lim(H0)* - предел выносливости материала, NHG(NH0) - базисное число циклов (абсцисса точки Расчет допускаемых напряжений перелома кривой вялости).

__________________________________________________________________

* В расчётных формулах данного раздела в скобках приведены условные обозначения величин, принятые в технической литературе более ранешних лет издания.

Допускаемое контактное напряжение рассчитывают для каждого зубчатого колеса передачи по формуле

,

где определяют по эмпирическим зависимостям, обозначенным в табл.2.2;

- коэффициент безопасности, советуют назначать SH =1,1 при нормализации, термоулучшении либо Расчет допускаемых напряжений большой закалке зубьев (при однородной структуре материала по всему объему); SH=1,2 при поверхностной закалке, цементации, азотировании (при неоднородной структуре материала по объему зуба);

ZN ( KHL ) - коэффициент долговечности,

, но 2,6 при SH = 1,1;

и 1,8 при SH = 1,2.

Если , то следует принимать .

Коэффициент ZN учитывает возможность увеличения допускаемых напряжений для краткосрочно работающих передач ( при NH < NHG ).

Расчет Расчет допускаемых напряжений числа циклов перемены напряжений делают с учетом режима нагружения передачи. Различают режимы неизменной и переменной нагрузки. При неизменном режиме нагрузки расчетное число циклов напряжений ,

где c - число зацеплений зуба за один оборот (для проектируемого редуктора с=1);

- частота вращения того зубчатого колеса, по материалу которого определяют допускаемые напряжения, об/мин Расчет допускаемых напряжений;

t – время работы передачи (ресурс) в часах; t = Lh.

Неизменный режим нагрузки является более томным для передачи, потому его принимают за расчетный также в случае неопределенного (незадаваемого) режима нагружения.

Большая часть режимов нагружения современных машин сводятся приближенно к 6 типовым режимам (рис.2.2):

Рис.2.2 0 - неизменный, I - тяжкий, II- средний равновероятный Расчет допускаемых напряжений, III - средний обычный, IV - легкий, V - особо легкий

Режим работы передачи с переменной нагрузкой при расчете допускаемых контактных напряжений подменяют неким неизменным режимом, эквивалентным по усталостному воздействию. При всем этом в формулах расчетное число циклов NH перемены напряжений подменяют эквивалентным числом циклов NHE до разрушения при расчетном контактном Расчет допускаемых напряжений напряжении.

,

где - коэффициент эквивалентности, значения которого для типовых режимов нагружения приведены в табл.2.3.

Таблица 2.3

Ре- жим Расчёт на контакт. вялость Расчёт на изгибную вялость
ра- боты Термооб работка m/2 H (KHE) Тепловая обработка m F (KFE) Термическ. обработка m F (KFE)
неважно какая 1,0 улучшение, нормализация, азотирование 1,0 закалка объёмная, поверхност Расчет допускаемых напряжений- ная, цементация 1,0
I 0,5 0,3 0,20
II 0,25 0,14 0,10
III 0,18 0,06 0,04
IV 0,125 0,038 0,016
V 0,063 0,013 0,004

Базисное число циклов NHG перемены напряжений, соответственное лимиту контактной выносливости , определяют по графику на рис.2.2 зависимо от твердости поверхности зуба либо рассчитывают по эмпирическим последующим зависимостям

.

Из 2-ух значений (для зубьев шестерни и колеса) рассчитанного по формуле (2.1) допускаемого контактного напряжения в предстоящем Расчет допускаемых напряжений за расчетное принимают:

- для прямозубых (цилиндрических и конических) передач - наименьшее из 2-ух значений допускаемых напряжений и ;

- для косозубых цилиндрических передач с твердостью рабочих поверхностей зубьев Н1 и Н2 350 НВ - наименьшее из 2-ух напряжений и ;

- для косозубых цилиндрических передач, у каких зубья шестерни существенно (более 70...80 НВ) тверже зубьев колеса -

[ H ]= 0, 5 ( + ) 1,25 [H Расчет допускаемых напряжений]min ,

где [H]min - наименьшее из значений [H1] и [H2] .

Допускаемые напряжения извива. Расчет зубьев на изгибную выносливость делают раздельно для зубьев шестерни и колеса, для которых вычисляют допускаемые напряжения извива по формуле [1]

,

где - предел выносливости зубьев по напряжениям извива, значения которого приведены в табл. 2.2;

SF - коэффициент безопасности Расчет допускаемых напряжений, советуют SF = 1,5...1,75 (смотри табл. 2.2);

YA(КFC) -коэффициент, учитывающий воздействие двухстороннего приложения нагрузки (к примеру, реверсивные передачи), при однобокой нагрузке YA =1 и при реверсивной YA = 0,7...0,8 (тут огромные значения назначают при Н1 и Н2 > 350 НВ);

YN(KFL) - коэффициент долговечности, методика расчета которого подобна расчету ZN (смотри выше).

При Н 350 НВ , но 4 .

При Н Расчет допускаемых напряжений > 350 НВ , но 2,6 .

При следует принимать =1. Советуют принимать для всех сталей . При неизменном режиме нагружения передачи

.

При переменных режимах нагрузки, подчиняющихся типовым режимам нагружения (рис.2.2),

,

где принимают по табл. 2.3.

2.3. Проектный расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи

При проектном расчёте сначала определяют главный параметр цилиндрической передачи межосевое расстояние , в мм. Расчёт создают по последующим Расчет допускаемых напряжений формулам [1]:

- для прямозубой передачи

;

- для косозубой передачи

.

В обозначенных формулах символ "+" принимают в расчётах передачи наружного зацепления, а символ "-" - внутреннего зацепления.

Рекомендуется последующий порядок расчётов.

По мере надобности определяют (либо уточняют) величину крутящего момента на колесе передачи T2 в Нмм. В случае задания в начальных данных на курсовой проект крутящего Расчет допускаемых напряжений момента номинальный момент на колесе рассчитываемой передачи . При задании полезной мощности привода (кВт) номинальный крутящий момент на колесе рассчитывают по формуле , где - частота вращения вала колеса , мин -1.

Из табл. 2.4 назначают относительную ширину колёс в согласовании со схемой расположения колес относительно опор и избранной ранее твёрдостью поверхностей зубьев. Бóльшие значения целенаправлено Расчет допускаемых напряжений принимать для передач с неизменными либо близкими к ним нагрузками. В предстоящем в расчетах может повстречаться относительная ширина колес , которую рассчитывают с учетом зависимости .

Рис.2.3

Коэффициент неравномерности нагрузки по длине контакта KH выбирают по кривым на графиках рис. 2.3 а, б в согласовании с расположением колёс относительно Расчет допускаемых напряжений опор и твёрдостью рабочих поверхностей зубьев колёс.

Приведённый модуль упругости Eпр в случае разных материалов колёс рассчитывают по соотношению

.

Если в передаче употребляется для производства колёс один материал (к примеру, сталь с E =2.1105 МПа либо чугун с E =0.9105 МПа), тогда Eпр =E , МПа.

Таблица 2.4

Относительная ширина колёс

Схема расположения Твёрдость рабочих поверхностей зубьев Расчет допускаемых напряжений
колёс относительно опор H2 350 HB либо H1 и H2 350 HB H1 и H2 > 350 HB
Симметричная 0,3...0,5 0,25...0,3
Несимметричная 0,25...0,4 0,20...0,25
Консольная 0,20...0,25 0,15...0,20

Приобретенное значение межосевого расстояния aw (мм) для необычных передач рекомендуется округлить до наиблежайшего большего значения по ряду Ra20 обычных линейных размеров (табл. 2.5).

Таблица 2.5

Обычные линейные размеры, мм (ГОСТ 6636-69)

Ряды Дополн. Ряды Дополн Расчет допускаемых напряжений.
Ra10 Ra20 Ra40 размеры Ra10 Ra20 Ra40 размеры


raschet-ekonomicheskoj-effektivnosti-ot-dosrochnogo-vvoda.html
raschet-ekonomicheskoj-effektivnosti-predlozhennih-meropriyatij.html
raschet-ekonomicheskoj-effektivnosti-tehnologicheskoj-radiosvyazi-na-zheleznodorozhnom-transporte-referat.html