dm_lektsii

38

37. Основные геометр. параметры прямозуб. и косозуб. цилиндрич. передач. Влияние смещения инструмента на форму зуба колеса.

Z1 , Z2 - число зубьев шестерни и колеса;				Pb = P cosα	-	основной
окружной шаг зубьев; α		- делительный угол профиля;				αW - угол
зацепления;	m = P π - окружной модуль			зубьев;	d = PZ /π = mZ -
делительный	диаметр;	db = d cosα	-	основной		диаметр;
dW1 = 2aW /(Z1 / Z2 +1); dW 2 = 2aW − dW1		- начальные диаметры. У передач без

смещения и при суммарном смещении =0 начальные и делительные диаметры совпадают: dW1 = d1 = mZ1; dW 2 = d2 = mZ2 и αW =α ; если X1 + X 2 > 0 αW >α , если X1 + X 2 < 0 αW <α .

39

2 О2

			d
	n	T	W
			2
		2

W		F
		t1
		F
			n
F		n
1	d
	W1
О
1	T ,
	1	1

38. Опред. составляющих норм. силы, действ. в зацепл. прямозуб. и косозуб. передач.

T2 - момент сил полезного сопротивления; T1 - рабочий момент; Ft - окружная сила, Ft = 2T1 dW1 ; Fτ - радиальная сила;

Fτ = Ft tgαW ; Fn = Ft cosαW ; Fn2 = Fn1η; Fn2 Fn1;η = 0,98

40

39. Виды разруш. зубьев и критерии работоспособности цилиндрич. Зубч. передач.

Виды разрушений:

1.Разрушение пов-ти: 1) При длит. работе: - усталостное выкрашивание; - износ; - ППД. 2) При кратковрем.: - обмятие пов-ти зуба; - заедание (задир).

2.Объемное разрушение: 1) При длит. работе: усталостная поломка зуба. 2) При кратковрем.: - статич. поломка зуба.

Критерии работоспособности:

Разработка норм допускаемых контактных напряжений, устраняющих усталостное выкрашивание в теч. заданного срока службы. В современной методике расчета из двух напряжений изгиба и контактных напряжений за основные в большинстве случаев приняты контактные напряжения, т.к. контактные в пределах заданных габаритов колес остаются постоянными, а изгиба можно уменьшать путем увеличения модуля.

41

40. Факторы, влияющие на неравномерность распределения нагрузки в зацеплении цилиндр. передачи. Понятие о коэф. нагрузки.

Расчетная нагрузка – максимальное значение удельной нагрузки, распределенной по линии контакта зубьев.

q = Fn K ∑ , где Fn - нормальная сила в зацеплении; К – коэффициент расчетной нагрузки; ∑ - суммарная длина линии контакта зубьев. Концентрация нагрузки и динамич. нагрузки различно влияют на

прочность по контактным и изгибным напряжениям.
Факторы:
KH	- коэффициент нагрузки. KH = KHα KHβ KHV
1.		KHα ≥1 -		учитывает	неравномерность		распределения нагрузки
между зубьями. KHα =1
K		9	8 7	9 – пониженная; 8,7 – средняя; 6 – повышенная; 5 –
H				высокая. С повышением скорости увеличивается
			6 5	толщина	фаски	кромки		=>	ухудшается
				прирабатываемость.		Для	улучшения		приработки:

Vпростое кол-во зубьев.

2.KHβ ≥1 - учитывает неравномерность распределения нагрузки по

ширине зубчатого. Факторы, влияющие на KHβ : жесткость корпусов

и валов; приработочный износ; уменьшение радиусов колес; режим нагружения.

3. KHV ≥1 - учитывает уровень динамических нагрузок в зацеплении.

KHV =1+ (ω1 +ω2 ) f (∆)CW mпр Wп ст

		42
41. Метод. расчета цилиндрич. прямозуб. передачи на
контактную прочность. Применение ф-лы Герца.
				В основе расчета лежит модель Герца.
		H	H
			=	ωH = Fn K = Fn bW
1			Kmax	σH = 0,418	ωH Eпр ρпр .		ωН = [Н мм]	- удельная нагрузка.
				Епр = 2Е1Е2	(Е1 + Е2 )	-	приведенный		модуль	Юнга.
	b			ρпр = ρ1ρ2 (ρ1 ± ρ2 )		- приведенный радиус кривизны.
	H
		2		Допущения: -		цилиндры		бесконечной длины; -
				цилиндры АУ и абс. гладкие; - цилиндры не
				вращаются; -		отсутствует смазка;			bH >> ρ1 .	Условие
				прочности: σHω ≤ [σH ]ω
		H

43

42. Расчет зубьев прямозубых цилиндрич. колес на прочность при изгибе.

σmax =σСЖ +σn ; σСЖ = Fn cosγ	hmbW ; σn = 6Fn sin γ m bW (hm)2 ; σmax = Fn	bW m (6 sin γ h2 −cosγ h);
σМЕСТ =σmaxασ ≤ [σH ]; (6 sin γ	h2 cosαW −cosγ h cosαW )α2 = YF

YF – коэф. формы зуба. Fn = Ft cosαW ; σМЕСТ =σF ; σFi = (Ft mbW )YFi ≤ [σFi ], где i=1,2.

σF1 = (Ft mnbW )YF1 ≤ [σF ]1; σF 2 =σF1YF1 /YF 2 ≤ [σF ]2 ; [σF ]1 YF1 и [σF ]2 YF 2

44

43. Основы расчета на прочность косозубой цилиндрической

передачи.

W

b2' b1 '

W	X
b	P
b	b
2	1
	W

К∑ = Const

εβ - целое число или εγ - целое число.

σFi = (Ft KF bW mn )YFi ≤ [σF ]i ; KF = KFα KFβ KFV ; YFi = f (x, ZV )

Формула проверочного расчета:

σH = ZH ZM Zε 2Т1KH (U +1)bW d2W1U ≤ [σH ]; ZM = 275; ZH = 2cosβb sin 2αWt

Zε = 1/ εα

45

44. Сравнительная хар-ка прямозубых, косозубых и шевронных цилиндрич. передач.

На основе косозубой передачи:

1.Более высокая плавность работы: коэф. перекрытия больше 2; зуб входит в зацепление постепенно

2.Большая нагрузочная способность по контактным напряжениям

3.Более низкие напряжения изгиба

4.Сложность изготовления такая же, как у прямозубых передач

5.Минус – появление осевой составляющей силы.

46

45. Материалы зубчатых колес. Виды ТО и ХТО зубчатых венцов. Требования в мат-лам зубчатых колес:

1.Высокая твердость пов-ти зуба

2.Вязкая и прочная сердцевина зуба

3.Хорошая прирабатываемость

4.Хорошая обрабатываемость инструмента Способы ТО и ХТО:

1. Нормализация: остывание на воздухе. Н=(170-220)НВ.

σH lim b ≤ 470 МПа

2.Улучшение: закалка с высоким отпуском. Н=(270-320)НВ.

σH lim b ≤ 670 МПа

3.Поверхностная закалка: плазменная обработка ТВЧ; обработка лазером. ТВЧ: σH lim b =17HRC + 200

4.Цементация: исп. при серийном пр-ве высокопрочных высоконадежных изделий; финишная обработка вып. шлифованием по боковой пов-ти зуба. σH lim b = 23HRC

5.Азотирование: диффузионное насыщение пов-ти азотом. (+): отсутствие шлифования; min коробление. (-): тонкий слой. Имеется опасность глубинного контактного разрушения – усталостная трещина, кот. располаг. под упрочненным слоем.

σH lim b ≤1050 МПа

6.Нитроцементация: пониженная прочность при изгибе. Газовая нитроцем. – наиболее дешевый способ упрочнения. Дорогостоящий и длит. процесс. σH lim b = 23HRC

47

46. Определение доп. напряжений при расчетах цилиндрич. зубчатых передач на прочность при регулярном и нерегулярном режимах нагружения.

[σHl ]= 0,5([σH ]12 +[σH ]22 )≥1,2[σHl ]min ; [σHl ]≈ 0,45([σH ]1 +[σH ]22 ); σH lim bi = f (Hi ); Hi ↑ σH lim b ↑

Коэф. долговечности: KH i = тNHG NHэкв . NHG = f (U ); H ↑ H HG до 20 106

Расчет на	изгиб: [σF ]i =σF lim bi KFLi KFC [SF ]i . Реверсивный режим:
KFC = 0,6 −0,8, R = 0	Нереверсивный режим: KFC =1, R −1,25