Меню

Базовое число циклов контактных напряжений это

Число циклов перемены напряжений

Режимы работы передачи

На основе статистической обработки реальных условий работы современных машин установлено, что при всем многообразии режимов нагружения машин, их можно свести к шести типовым режимам работы передач [2, с.16–17]: 0 – постоянный; I – тяжелый (работа бόльшую часть времени с нагрузками, близкими к номинальной); II – средний равновероятный (одинаковое время работы со всеми значениями нагрузки); III – средний нормальный (работа бόльшую часть времени со средними нагрузками); IV – легкий (работа бόльшую часть времени с нагрузками ниже средних); V — особо легкий (работа бόльшую часть времени с малыми нагрузками).

Режим работы передачи в расчетах на выносливость учитывается коэффициентом режима нагрузки – Х, значения которого представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Значения коэффициента режима нагрузки

Режим нагрузки I II III IV V
Х 0,77 0,5 0,5 0,42 0,31

2.4.1 Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной и изгибной выносливости

Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной и изгибной выносливости обозначается соответственно NHG и NFG. Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной выносливости NHG зависит от средней твердости по Бринелю активных поверхностей зубьев НВср (для нормализованных и улучшенных сталей) или по Роквеллу HRCЭср (для закаленных, цементированных, цианированных и азотированных поверхностей зубьев стальных зубчатых колес).

При расчете передачи на контактную выносливость значения числа циклов NHG для колес, выполненных из стали, следует определить по формуле:

NHG = 30×(НВср) 2,4 .

Значения НВср и HRCЭср определяются как среднее арифметическое (Нср – по Бринелю или Роквеллу) интервала твердости зубьев шестерни и колеса, которые представлены в таблице 1:

.

Твердость в единицах HRCЭ переводят в единицы НВ:

HRCЭ………45 47 48 50 51 53 55 60 62 65

НВ…………427 451 561 484 496 521 545 611 641 688

При расчете передачи на изгибную выносливость принимают NFG = =4×10 6 независимо от твердости материала зубьев колес [2, c.15].

2.4.2 Суммарное число циклов перемены напряжений N

Суммарное число циклов перемены напряжений следует определить для шестерни и колеса соответственно:

Читайте также:  Таблица напряжения для блока питания

; ;

где – суммарное время работы передачи, час;

n1, n2 – частота вращения шестерни и колеса, об/мин;

— число вхождений в зацепление зубьев рассчитываемого колеса за один оборот (число зацепляющихся с данным колесом других зубчатых колес).

2.4.3 Эквивалентное число циклов перемены напряжений

При расчете передачи на контактную выносливость и :

и ,

здесь — коэффициент приведения (см. таблицу 5).

При расчете передачи на изгибную выносливость и :

и ,

здесь — коэффициент приведения (см. таблицу 5).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Определяем базовое число циклов перемены напряжений

2.2 Определяем базовое число циклов перемены напряжений

а) по контактным напряжениям:

для шестерни N01 = ;

для колеса N02 = ;

2.3 Определяем фактическое число циклов перемены напряжений

а) по контактным напряжениям:

где m – показатель степени кривой усталости. При твёрдости меньше 350НВ m = 6.

;

2.4 Вычисляем коэффициент долговечности

а) по контактным напряжениям.

;

;

;

2.5 Вычисляем базовое значение предела выносливости

а) для контактных напряжений

Для термообработки улучшения

σ 0 нlimb1 = 2·215 + 70 = 500 МПа.

σ 0 нlimb2 = 2·195 + 70 = 460 МПа.

Для термообработки улучшение и нормализация:

σ 0 Flimb1= 1,8 · 215 = 387 МПа;

σ 0 Flimb2= 1,8 · 195 = 351 МПа.

2.6 Определяем допускаемые контактные напряжения:

;

— коэффициент запаса.

При термообработке нормализация и улучшение принимаем [2]

МПа;

МПа;

— расчет ведем по наименьшему значению.

2.7 Определяем допускаемые напряжения изгиба

где — коэффициент, зависящий от вероятности безотказной работы. Принимаем = 1,75 [2]

— коэффициент, зависящий от способа изготовления заготовки, Для проката = 1,15[2]

МПа;

МПа.

2.8 Проектный расчет цилиндрической прямозубой передачи.

2.8.1 Определяем межосевое расстояние из условия обеспечения контактной прочности зуба

;

Предварительно принимаем КНβ = 1,2[2]

Ψba-ширина зубчатого венца;

Принимаем для прямозубой передачи Ψba= 0,25 и Ка = 49,5 [2]

мм;

Принимаем ближайшее стандартное значение аW ГОСТ=250 мм [2]

2.8.2 Определяем модуль зацепления:

2.8.3 Определяем основные параметры зубчатых колес:

Z=

б) диаметры делительных окружностей

в) диаметры окружностей вершин:

г) диаметры окружностей впадин:

д) ширина колеса и шестерни:

b1 = b2 + 4…8 = 62 + 4…8 = 66…70 мм;

Читайте также:  Реле контроля напряжения devolt 40a

2.9 Проверочный расчет цилиндрической прямозубой передачи.

2.9.1 Уточняем коэффициент нагрузки:

Для отношения Ψbd= b2/d1 = 62/100 = 0,62 , при несимметричном расположении колес относительно опор, КНβ = 1,06[2]

2.9.2 Определение окружной скорости колес и степени точности передачи:

м/с;

Принимаем 8-ю степень точности по ГОСТ 1643-81[2]

2.9.3 Определяем коэффициент нагрузки:

где K— коэффициент неравномерности нагрузки между зубьями;

KHV— коэффициент динамической нагрузки,

Источник

Циклы напряжений и их параметры

Одним из главных факторов, определяющих величину напряжений, является вид и характер изменения во времени нагрузок, действующих на деталь.

Статистическое нагружение вызывает в материале детали постоянное напряжение, которое не изменяется в течение длительного времени ни по величине, ни по направлению (рис. 2.1).

Рис. 2.1 График постоянных напряжений

Переменные нагрузки вызывают переменные напряжения. Детали, длительное время подвергающиеся повторно-переменной нагрузке, разрушаются при напряжениях значительно меньших предела прочности материала при статистическом нагружении. Как показывает статистика, около 80% поломок и аварий, происходящих при эксплуатации машин, вызвано усталостными явлениями (цикличными нагрузками).

Циклические нагрузки наиболее явно выражены в машинах и механизмах с возвратно-поступательным движением звеньев (поршневые машины, кулачковые механизмы).

Однако и в механизмах вращательного движения циклические нагрузки неизбежны (зубчатые передачи, валы).

Рис. 2.2 Знакопеременное нагружение вала

В современных машинах в большинстве случаев напряжения изменяются циклически с большей или меньшей частотой и амплитудой.

Различают следующие основные циклы изменения напряжений:

а) отнулевой цикл σmin = 0; σа – амплитудное напряжение, σm – среднее напряжение цикла.

Рис. 2.3 Циклы переменных напряжений
а – асимметричный; б – отнулевой; в – симметричный

Алгебраическая полусумма наибольшего и наименьшего напряжений называется средним напряжением цикла.

Полуразность этих напряжений называют амплитудой цикла:

Отношение наименьшего напряжения к наибольшему, взятое с алгебраическим знаком, называется коэффициентом ассиметрии цикла (r):

;

Для отнулевого цикла: r = 0; При постоянных нагрузках r = 1,0.

Пульсирующее нагружение в соответствии с отнулевым циклом (когда напряжения изменяются от нуля до максимума) имеют: зубья зубчатых колес при работе в одну сторону, толкатели и шатуны тихоходных механизмов с малой нагрузкой холостого хода, нереверсивные валы (напряжения кручения).

Читайте также:  Удвоитель напряжения для сварочного инвертора

б) Знакопеременный симметричный цикл. Здесь наибольшие и наименьшие напряжения противоположны по знаку и одинаковы по модулю (напряжения изгиба при вращении валов и осей).

в) Знакопеременный асимметричный цикл – это наиболее общий случай наружения деталей машин.

Число циклов нагружения, которые материал выдерживает до разрушения, зависит от максимального напряжения и амплитуды цикла. По мере уменьшения напряжений число циклов до разрушения детали увеличивается и при некотором достаточно малом напряжении становится неограниченно большим. Это напряжение называют пределом выносливости и кладут в основу расчета деталей машин, подверженным циклическим нагрузкам.

Предел выносливости для отнулевого цикла обозначают индексом «0» (σ ; τ), для симметричного цикла – «-1» (σ-1-1), то есть коэффициент асимметрии цикла «r» сопровождает обозначение предела выносливости (σr ; τr).

2.3. Диаграмма усталости. Процесс усталостного
разрушения

На основе большого числа экспериментальных работ построены кривые усталости, отражающие влияние числа циклов на напряжение, разгружающее образец: N1 N2 – число циклов нагружения до разрушения образца при напряжениях σ1 и σ2.

Рис. 2.4 Формы кривой усталости

Кривые усталости показывают, что:

– разрушающее напряжение в области малых N близко к показателям статической прочности;

– по мере увеличения N величина разрушающих напряжений уменьшается и при некотором числе циклов стабилизируется

– ордината горизонтального участка кривой усталости (σD) является пределом выносливости.

Для большинства конструкционных сталей предел выносливости определяют при 10 6 …10 7 циклов. Эти значения и берут за базу испытаний. Для цветных металлов, например алюминия, даже при числе циклов 10 7 …10 8 наблюдается дальнейшее медленное падение разрушающего напряжения. В этом случае говорят об ограниченном пределе выносливости (обычно это 5´10 7 ).

Испытания на выносливость проводят при симметричных знакопеременных циклах (r = -1), у которых амплитуда напряжений наибольшая, а предел выносливости наименьший. С увеличением (r) пределы выносливости возрастают и при некоторых значениях (r), близких к единице (колебания малой амплитуды), становятся практически постоянными (верхняя линия) и равными показателям статической прочности.

Рис. 2.5 Влияние коэффициента асимметрии цикла
на форму кривой усталости

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Adblock
detector