Выбор материала и определение допускаемых напряжений для зубчатых передач
Выбор материала и определение допускаемых напряжений тихоходной ступени. В связи с высокими скоростями скольжения и неблагоприятными условиями смазки материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию. Предварительно оцениваем скорость скольжения
νs = 4,5× 10-4× n2 (24)
где Т3 – момент на червячном колесе, Т3 = 752,79 Н×м; n2 – частота вращения червяка, n2 = 695,33 мин-1; νs = 4,5× 10-4× 695,33 = 2,85 м/с Так как при скоростях скольжения (2÷5)м/с в качестве материала для изготовления зубчатых венцов червячных колес применяются безоловянистые бронзы, то принимаем бронзу БрАЖ9-4 со следующими механическими свойствами: σв=400 МПа, σт=200 МПа (таблица 9.4[1]). Материал червяка выбираем сталь 40Х со следующими механическими свойствами: σв=1000 МПа, σт =800 МПа, закалка до 54 HRC (таблица8.8[1]). Определяем допускаемые контактные напряжения:
[σн] = 300 – 25 × νs ≤ [σн]max (25)
[σн] = 300 – 25× 2,85 = 228,75 МПа
[σн]max = 1,65 σт (26)
[σн]max = 1,65 × 800 = 1320 МПа, условие соблюдается. Определяем допускаемые напряжения изгиба:
[σF] = 0,25×σт +0,08×σв ≤ [σF]max (27)
[σF] =0,25× 200 +0,08× 400=82 МПа
[σF]max = 2× σт=2 × 200 = 400 МПа (28)
Выбор материала и определение допускаемых напряжений быстроходной ступени. В соответствии с рекомендациями [1] и принимаем сталь 45Х (улучшение) - для шестерни и сталь 40Х (улучшение) - для колеса
Таблица 2 – Значения параметров элементов привода
Определяем допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса: (29)
где σH0 – предел контактной выносливости (таблица 4.2 [2]); Sн – коэффициент безопасности, Sн=1,1; КHL – коэффициент долговечности; Для шестерни: σH01 = 2НВ+70 = 2× 260+70=590 МПа (30) Для колеса: σH02 = 2НВ+70 = 2× 245 +70=560 МПа (31)
Для прямозубых колес, а также для косозубых с небольшой разностью твердости зубьев шестерни и колеса за рассчетное принимаем меньшее из двух допускаемых напряжений, определяемых для материала шестерни [σн]1 и колеса [σн]2 Коэффициент долговечности учитывает влияние срока службы и режима нагрузки передачи (1≤ КHL ≤2,6). Прежде чем находить коэффициент долговечности, определим базовое NHO и эквивалентное NHE число циклов, соответствующие пределу выносливости для шестерни и колеса. Базовое число циклов [2, рис.4.1.3] NHO1= 1,8 × 107 NHO2= 1,6 × 107 Эквивалентное число циклов
NHE1= 60 · n1 · с · Lh · kHE (32) NHE2= 60 · n2 · с · Lh · kHE (33)
где Lh - продолжительность работы передачи, часов. При продолжительности работы 24 часа в течении 300 рабочих дней в году (срок службы редуктора 5 лет, коэффициент использования Ксут=0,29):
Lh = 5× 300× 24× 0,29=10440 ч (34)
N1 – частота вращения шестерни, n1=2830 мин-1; n2 – частота вращения зубчатого колеса , n2=695,33 мин-1; c – число колёс находящихся в зацеплении с рассчитываемым, c=1; kHE - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки передачи в соответствии с циклограммой нагружения передачи. Так как циклограмма нагружения в условии задания не дана, то принимаем ее произвольно (рис. 1).
Рисунок 2 – Циклограмма нагружения передачи
Согласно формуле [2, с. 42] (35)
где qh - показатель степени кривой усталости при расчете на контактную выносливость, qh = 6; Ti - крутящие моменты, которые учитывают при расчете на усталость; Tmax - максимальный из моментов, учитываемых при расчете на усталость; t i - соответствующее моментам Ti время работы. Тогда получим: kHE = 10,5 · 6 · 0,2 + 0,75 0,5 · 6 · 0,5 + 0,5 0,5 · 6 · 0,3 = 0,45 NHE1= 60 · 2830 · 1 · 10440 · 0,45 = 79,8 · 107 NHE2= 60 · 695,33 · 1 · 10440 · 0,45 = 19,6 · 107 Так как NHO < NHE, принимаем КHL = 1. Для дальнейшего расчета принимаем меньшее из рассчитанных значений, то есть σHР = 509,1 МПа. Определяем допускаемые напряжения изгиба
(36)
где σFi - предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба (табл. 4.1.3, [2]):
σFi = 1,75 HBi (37)
σF1 = 1,75 · 260 = 455МПа σF2 = 1,75 · 245 = 429МПа КFC - коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки. Так как нагрузка односторонняя, КFC = 1; 0,4 – коэффициент безопасности по напряжениям изгиба; КFL - коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы Расчет КFL аналогичен расчету КHL Базовое число циклов σFO = 4 · 106 Эквивалентное число циклов (38) (38)
где qF = 6 при НВ<350
kFE = 16 · 0,2 + 0,756 · 0,5 + 0,56 · 0,3 = 0,29 NFE1= 60 · 2830 · 1 · 10440 · 0,29 = 51,4 · 107 NFE2= 60 · 695,33 · 1 · 10440 · 0,29 = 12,6 · 107 Следовательно, при NFО < NFE , КFL = 1
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (229)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |