- •Лекция № 11, 12. Передачи зубчатые.
- •1.Общие сведения, преимущества и недостатки.
- •2. Классификация передач.
- •3.Основные и геометрические зависимости прямозубых передач.
- •Виды разрушения зубьев и критерии их работоспособности.
- •Допускаемые напряжения на выносливость по изгибу зубьев [σF] и допускаемые контактные напряжения [σН].
Допускаемые напряжения на выносливость по изгибу зубьев [σF] и допускаемые контактные напряжения [σН].
Допускаемые напряжения [σF] и [σН] определяются по расчетным формулам на усталость и базируются на кривых усталости.
N – число циклов;
N0 – базовое число циклов, точка перелома кривой усталости;
σ0 – предел выносливости.
Допускаемые напряжения в основном зависят от твердости рабочих поверхностей зубьев, срока службы передач, режима нагрузки (постоянная или переменная нагрузка) и коэффициента запаса прочности.
Предел выносливости и коэффициент запаса прочности, которые входят в расчетные формулы при определении допускаемых напряжений выбираются из таблиц, в зависимости от твердости зубьев и термообработки.
Расчетное допускаемое контактной напряжение для прямозубых передач принимается наименьшее из двух, а для косозубых передач принимается
[σН] = 0.45 ([σ] Н1 + [σ] Н2), но 1.25 [σ Нmin] ≥ [σ] Н ≥ [σ Нmin],
где [σ Нmin] – минимальное допускаемое напряжение из двух допускаемых
напряжений,
[σ ]Н1 – допускаемое контактное напряжение шестерни,
[σ ]Н2 – допускаемое контактное напряжение колеса.
Силы в зацеплении и коэффициент нагрузки. (рис. 3)
Ft = 2*T1*103/dw1 = 2*T2*103/dw2; Fr1 = Fr2 = Fr = Ft tg αw.
αw - угол зацепления.
Направление сил определяется так: окружное усилие на колесе F1 совпадает с направлением окружной скорости, а на шестерне против окружной скорости. Следовательно, направление радиальных сил – всегда к оси колес.
Под действием этих нагрузок в зубьях будут развиваться изгибные и контактные напряжения. Однако в расчет вводят не эти нагрузки, а так называемые расчетные. Дело в том, что в зубчатых передачах вследствие неточности изготовления, монтажа и т.д. возникают дополнительные нагрузки.
Поэтому Fpn = Fn * KH (или KF),
Где K – коэффициент нагрузки, определяемый по зависимости
KHF = KV * Kβ
Здесь Kβ – коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, который зависит от деформации вала, опор, расположения колес на валах, от точности изготовления. Обычно коэффициент определяется по таблицам или графикам и колеблется от 1 до 1.4. В результате приработки для нетвердых зубьев (НВ<350) Kβ → 1, но это при постоянной нагрузке.
KV – коэффициент внутренней динамической нагрузки, зависит от точности изготовления передач, скорости вращения, величины ошибки шага и др. явлений, вызывающих динамические процессы, определяется по таблицам равен 1…1,5.
KH – коэффициент нагрузки при расчете по контактным напряжениям.
KF – коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба.