Нагрузки

О влиянии твердости колес и их окружной скорости на неравномерность

- колеса с ограниченной твердостью (< НВ 350) способны прирабатываться, что снижает неравномерность нагрузки по ширине зуба;

- колеса с высокой твердостью (≥ HRC 45) – прирабатываются плохо, неравномерность нагрузки (концентрация) у них выше;

- у колес с высокими окружными скоростями (V > 10м/с) передача работает в режиме трения, близкому к гидродинамическому (контактирующие зубья разделены масляной пленкой), поэтому их износ и приработка ограничены, в связи, с чем концентрация нагрузки выше.

Значение К_Нβ можно определить по графикам:

- Коэффициент динамической нагрузки - К_НV

Коэффициент К_НV учитывает влияние внутренней динамики передачи, связанной, главным образом, с погрешностью шагов по основной окружности p_bi, вызывающей непостоянство мгновенных передаточных отношений: при ω₁ = const → ω₂ ≠ const, и , т.е появляется ускорение, которое вызывает дополнительный динамический момент (где J₂ –момент инерции ведомых масс);

При р_b2 > р_b1 возникает кромочный удар, связанный с преждевременным входом в зацепление кромки зуба ведомого колеса;

При р_b2 < р_b1 возникает срединный удар, связанный с запаздыванием выхода из зацепления предшествующей пары зубьев;

Распределение нагрузки на зуб с учетом внутренней динамики имеет вид:

К_НV = 1 + , К_НV = f (точности, скорости, твердости зубьев):

Точность ↑: q_v ↓ и К_НV ↓;

Скорость ↑: q_v ↑ и К_НV q_v ↑;

Твердость ↑: q_{ст мах} ↑ и К_НV ↑;

- Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями - К_Нα

Для прямозубых передач К_Нα =1, т.к. рассматривается однопарное зацепление.

РАСЧЕТ ПО КОНТАКТНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ (ПРОДОЛЖЕНИЕ)

-формула Герца;

Радиусы кривизны: ; ; тогда

Приведенный радиус: или

; где - передаточное число (u ≥ 1; z₂ > z₁: отношение большего к меньшему!); тогда

, или окончательно:

(*) - формула проверочного расчета по контактным напряжениям;

Решая исходное неравенство относительно d₁ или а_w, получаем формулу для проектного расчета:

При этом принимается, что К_Нβ ≈ 1,15…1,2 (т.к. геометрия колес еще не известна): вводя относительную ширину зубчатого венца колеса , получим искомое выражение:

- формула проектного расчета для определения диаметра делительной окружности шестерни;

Если в выражении (*) подставить ; и получим формулу проектного расчета для определения межосевого расстояния передачи:

-далее расчетная величина округляется до большего (целого или, при необходимости, стандартного) значения.

(Контактные напряжения не зависят от модуля зацепления!)

- О выборе модуля зацепления: стандартный модуль выбирается из отношения или по относительной ширине зуба (10…45 – в зависимости от твердости и особенностей конструкции). Уменьшение модуля обеспечивает экономичность конструкции (уменьшаются отходы). С уменьшением модуля (при постоянном диаметре колеса): увеличивается число зубьев (увеличивается коэффициент перекрытия, плавность хода, уменьшаются потери на трение, но растут требования к точности и жесткости). Вместе с тем мелкомодульные ЗП более чувствительны к изнашиванию, в них больше напряжения изгиба

Дата добавления: 2014-01-06