Значение NGH контактной прочности зубьев передач

Твёрдость поверхности зубьев	£ 220 НВ	НВ	НВ	НВ	HRC	HRC	HRC	HRC	HRC
NGH, млн. циклов		17,0	26,4	38,3	52,7

Комплексный коэффициент Z_H определяют как произведение коэффициентов, учитывающих влияние на предел выносливости s _{H lim} ряда факторов технологии изготовления и условий работы зубчатой передачи:

Z_H = Z_L Z_R Z_v Z_w Z_X .

В данной курсовой работе при условиях, указанных в ТЗ, при рациональном выборе вязкости смазочного материала и точности изготовления принимаем Z_H = 1.

Целесообразно увеличить твёрдость поверхности зубьев шестерни (и соответственно, допускаемого контактного напряжения) по сравнению с зубьями колеса, так как число циклов нагружения зуба шестерни в u раз больше. В этом случае допускаемые напряжения [s _{H 1}] для зубьев шестерни и [s _{H 2}]для зубьев колес могут существенно различаются. В этом случае допускаемое напряжение [s _H ] такой передачи принимают согласно условию:

[s _H ] = Ö 0,5([s _{H 1}]² + [s _{H 2}]²), (15)

где [s _{H 1}] и [s _{H 2}] – допускаемые контактные напряжения для зуба шестерни и зуба колеса; при этом в качестве допускаемого напряжения[s _H ] принимают для косозубых колёс [s _H ] £ 1,2 от наименьшего из значений [s _{H 1}] или [s _{H 2}], а для прямозубых колёс – наименьшее из значений [s _{H 1}] или [s _{H 2}].

Рекомендуемая последовательность выбора материала зубчатых колёс

1) определить s _H и оценить необходимость назначения поверхностного упрочнения зубьев;

2) определить требуемое значение предела выносливости [s _{H lim}] = s _Н [ s_H ], предварительно приняв Z_N =1;

3) по полученному значению [s _{H lim}], используя данные таблицы 15, подобрать вид упрочнения зубьев, чтобы s _{H lim}» [s _{H lim}];

4) для принятого вида упрочнения и ресурса передачи рассчитать значения коэффициентов Z_N шестерни и колеса;

5) определить значение допускаемого контактного напряжения, используя соотношение (14) и (15).

Если полученное значение [s _H ] существенно превосходит расчётное значение s _Н, можно либо уменьшить ширину венца зубчатого колеса b при соблюдении условия b > b _min, либо использовать экономически более рациональный вид упрочнения;

Если полученное значение [s _H ] меньше расчётного значение s _Н, можно либо увеличить ширину венца зубчатого колеса b, либо использовать поверхностное упрочнение с более высоким значением s _{H lim} или с учётом (15) применить разные виды упрочнения для зубьев колеса и шестерни.

Пример 7

Назначить вид поверхностного упрочнения зубьев, если момент Т ₂ = 4000 Нм, частота вращения п ₂ = 60 об/мин. Ресурс L_h = 5000 часов. Нагрузка нереверсивная. Параметры передачи: а = 180 мм; m = 4 мм; z ₁= 21; z ₂ = 66; u = 3,143; cosb = 0,967; b = = 14°40¢; d ₁ = 86,895 мм; d ₂ = 273,105; b = 52 мм. Передача 8-ой степени точности. Значение коэффициента К_Н = 1,57.

1. Условие контактной усталостной прочности s _H = s _HО Ö K_H £ [s _H ].

При Т ₁ = 1273 Нм и l _S» b e_a/cosb = 52× 1,62/0,967 = 87 мм.

E _пр T ₁ К_Н cosb

d ₁² l _Ssin2a

u ± 1

u

2,1× 10⁵× 10⁶× 1273× 1,57 × 0,967

0,087² × 0,087 × 0,643

3,143+ 1

3,143

s _H = 1,18 × = 1,18 ×.

Расчётное значение s _H = 1059 × 1,57^1/2 = 1327 МПа.

При [s _H ] =1,25 требуемое значение предела выносливости [s _{H lim}] = 1630 МПа. Предел контактной выносливости зубьев после нитроцементации (таблица 15) определим при значении твёрдости поверхности зубьев 58HRC, близком к наименьшем, в этом случае s _{H lim}= 23× 58 = 1334 МПа.

Определим коэффициент Z_N = (N_GH / N_H)^1/6, где N_GH = 125 млн. (таблица 14). При N_{H 1} = 56,6 млн. и N_{H 2} = 18 млн.циклов получим значения Z_{N 1}= 1,15 и Z_{N 2}= 1,35. Соответственно, [s _H ]₁ = (1334/1,25)1,15 = 1227 МПа; [s _H ]₂ = (1334/1,25)1,35 = 1441 МПа.

По (1.15) [s _H ] = 1338 МПа. Условие контактной прочности выполнено.

Таблица 15

Дата добавления: 2015-09-05