Зубчатые колеса — Концентрация напряжений

При расчете зубчатых колес по местным напряжениям допускаемое напряжение, приведенное к расчету по максимальным напряжениям находится как частное от деления предела вЫ носливости собственно зубьев на коэффициент запаса прочности. Величина предела выносливости зубьев устанавливается путем натурных испытаний зубчатых колес на стенде или на пульсаторе. Недостатком расчета по местным напряжениям является то, что при их определении учитывается теоретический коэффициент концентрации напряжений Кт, а при определении экспериментальным путем допускаемых напряжений — эффективный коэффициент концентрации напряжений Кс Для металлов же, в зависимости от их химического состава и структуры и от градиента напряжений, разница между /Сг и /Са получается иногда значительной. [c.173]

Показатели нормы контакта зубьев в передаче. Для получения надежных зубчатых передач зубья парных зубчатых колес должны соприкасаться по всей длине контактных линий, В этом случае удельная нагрузка в зацеплении достаточно равномерно распределяется вдоль контактных линий исключается концентрация нагрузки, действующей на зубья, и напряжений в материале зубьев создаются условия для равномерной смазки зацепления и обеспечивается (наряду с другими мерами) расчетная изгибная и контактная долговечность зубьев передач. [c.200]

По сравнению со шпоночными зубчатые соединения имеют ряд преимуществ у них большая нагрузочная способность, так как суммарная поверхность смятия шлицев больше, чем в шпоночном соединении при том же диаметре вала вал имеет большую усталостную прочность, так как концентрация напряжений получается менее острой, чем от шпоночной канавки обеспечивается лучшее центрирование насаженной на вал детали, что особенно важно при высоких угловых скоростях. Особенно удобны зубчатые соединения в различных коробках передач, где зубчатые колеса при переключениях надо перемещать вдоль валов. [c.397]

При работе машин в их деталях во многих случаях возникают напряжения, переменные во времени. Как известно из предыдущего в этих случаях расчеты на прочность целесообразно выполнять в виде проверочных, определяя расчетный коэффициент запаса прочности и сравнивая его с требуемым. Допускаемое напряжение при переменных нагрузках определяют сравнительно редко, так как оно зависит от коэффициента концентрации напряжений и масштабного фактора, которые в стадии предварительных проектных расчетов более или менее точно установить невозможно. Лишь для некоторых элементов, например зубчатых колес, у которых коэффициент концентрации напряжений можно установить до выполнения чертежа, определяют допускаемые напряжения с учетом переменности рабочих напряжений во времени. [c.331]

В реальной передаче (зубчатом зацеплении) нагрузка но длине зуба распределяется неравномерно из-за деформаций валов, опор, корпусов и самих колес (изгиб, сдвиг, кручение), погрешностей изготовления. Концентрация нагрузки, являясь интегральной оценкой концентрации напряжений, существенно влияет на прочность зубьев. Ее учитывают (как и концентрацию напряжений), вводя в расчет коэффициент неравномерности распределения нагрузки Хр = Определение Хр про- [c.342]

Крутильные колебания зубчатых колес, определяющие уровень вибрации, при работе под нагрузкой происходят с вынужденной частотой, равной частоте зацепления. При зацеплении в основании нагруженного зуба имеет место концентрация напряжений, возникающая в начале зацепления и исчезающая в конце зацепления. [c.197]

Концентрация напряжений вызывает распространение волн напряжений по зубчатому колесу, порождая в результате вибрацию. [c.197]

Большинство деталей современных машин работает при переменных циклических нагрузках (валы, оси, зубчатые колеса, крепежные винты, пружины и др.). Предел выносливости при переменной нагрузке возрастает медленнее, чем предел прочности, вследствие изменения эффективного коэффициента концентрации, напряжений и коэффициента влияния абсолютных раз- [c.223]

Влияние смещения инструмента при нарезании колес и числа зубьев. На рис. 10.11, а показано изменение Yj и а<, в зависимости от коэффициента смещения инструмента при нарезании х для зубчатых колес с 2 = 40 и т = 1 мм, нарезанных новым (кривая I) и переточенным до предела (кривая < ) долбяком (2о=10), а также червячной фрезой (кривая 2). Видно, что с увеличением смещения значения Октах= уменьшаются, однако теоретический коэффициент концентрации напряжений а<, при этом возрастает (рис. 10.11, б). Такой характер зависимостей актах и а<, от х объясняется увеличением толщины зуба в опасном сечении s, (рис. 10.11, в) и уменьшением радиуса кривизны на контуре q, (рис. 10.11, г). [c.192]

Всему причиной такие свойства капрона, как его высокая упругость, малый коэффициент трения и почти полная нечувствительность к концентрации напряжений и ударным нагрузкам. В капроновых шестернях нагрузка распределяется между большим количеством пар зубьев и более равномерно, чем в металлических. Поэтому расчетная нагрузка капроновых зубчатых пв редач по сравнению с металлическими уменьшается в 2—3 раза, а это и приводит к одинаковым размерам капроновых и стальных зубчатых колес. У капроновых шестерен резко уменьшается по сравнению с металлическими влияние динамического характера нагрузки. [c.165]

Местная (зональная) закалка снижает усталостную прочность. Поэтому зону обрыва закаленного слоя не рекомендуется совмещать с местом концентрации напряжений от эксплуатационных нагрузок. Там, где это сделать невозможно, зону окончания закаленного слоя подвергают поверхностному пластическому деформированию (обкатка роликами, обдувка дробью). Это дает возможность значительно повысить усталостную прочность (табл. 2.3). Такой способ иногда применяют при термической обработке коленчатых валов и зубчатых колес. [c.93]

Иногда отклонения зубьев в процессе нарезания от заданного направления, некоторые перекосы осей гнезд подшипников, деформации под нагрузкой приводят к тому, что при проверке на пятно контакта обнаруживается его смещение к одному из торцов зубчатых колес. Это явление создает весьма неблагоприятные условия для эксплуатации зубчатых передач и приводит к повышению нагрузок, концентрации напряжений, вызывает поломки и задиры зубьев. В особенно неблагоприятных условиях находятся крупномодульные передачи. Чтобы избежать этого, в тяжелом машиностроении начинают применяться зубья, имеющие бочкообразную форму. Такая форма дает возможность иметь пятно контакта необходимого размера в средней части зуба, несмотря на наличие деформаций и отклонений при изготовлении передачи. [c.443]

Поскольку литьевые пластмассы весьма склонны к концентрации напряжений, при конструировании зубчатых колес из термо- [c.193]

Неточности изготовления зубчатых колес и монтажа силовых передач вызывают динамические нагрузки, вибрации, шум, нагрев и концентрацию напряжений на отдельных участках поверхности зубьев. Вследствие погрешностей изготовления и сборки кинематических передач нарушается согласованность движения, приводящая к ошибкам относительного положения ведущего и ведомого элементов и к ошибкам от мертвого хода. [c.338]

Работа зубчатых колес при высокой температуре (выше 90—120°С) не связана с понижением запаса надежности против заедания (см. фиг. 18) и поэтому не вызывает резкого возрастания концентрации контактных напряжений на неровностях однако коэффициент трения в контакте повышается до 0,08—0,09, и поэтому необходимо даже для хорошо приработанных поверхностей снижать нагрузку на 20—30%. [c.398]

Если же поперечное сечение резко меняется на небольшом участке стержня, то обыкновенно при этом имеет место значительная концентрация напряжений. Для примера рассмотрим зуб зубчатого колеса, к которому приложена сила Р (рис. 12). Оказывается, что распределение напряжений в поперечном сечении тп в корне зуба не следует линейному закону. Из опытов мы узнаем i), что в точках тип начала закругления наблюдается сильная концентрация напряжения. В таблице 1 (стр. 563) указаны коэффициенты концентрации напряжения, на которые следует умножать значения напряжений, определенных по обычным формулам, чтобы получить наибольшие значения напряжений в точках тип. [c.580]

Для чугунных колес = 1 — эффективный коэффициент концентрации напряжений у основания зуба зубчатых колес внешнего зацепления (фиг. 29 и табл. 25). [c.464]

Рассмотренные литые сечения могут быть применены для прямых рычагов, указанных на фиг. 394 кронштейнов Я-образное сечение может быть применено для конструирования корпусов и крышек картеров, дисков зубчатых колес, катков и других деталей, так как оно позволяет избежать применения ребер, являющихся источниками концентрации напряжений в отливках. [c.507]

Упругие перемещения ва.чов оказывают неблагоприятное влияние на работу связанных с ними соединений (шлицевых, прессовых и др.), подшипников, зубчатых колес и других деталей увеличивают концентрацию контактных напряжений и износ деталей, снижают усталостную прочность деталей и соединений, понижают точность механизмов и т. п. [c.134]

При конструировании валов диаметры посадочных поверхностей (в местах посадки зубчатых колес, звездочек и т. д.) выбирают в соответствии с ГОСТом 6636—60, а диаметры под подшипники качения — в соответствии со стандартными диаметрами внутренних колец подшипников. Перепады диаметров устанавливают таким образом, чтобы обеспечить достаточные опорные поверхности для восприятия осевых сил и иметь не слишком малые радиусы галтелей во избежание большой концентрации напряжений. Желательно, чтобы высота уступов допускала разборку узла без удаления шпонок из вала. [c.360]

Прнработочное выкрашивание происходит в начальный период эксплуатации зубчатых колес вследствие концентрации напряжений на вершинах наиболее выступающих неровностей на поверхностях трения. После того, как в этих местах в результате выкра- [c.256]

Для повышения осевой жесткости сварных зубчатых колес между дисками вваривают диафрагмы из листовой стали или трубы. Применение диафрагм и ребер в сварных зубчатых колесах вызывает концентрацию напр ений в дисках и ободах от сварныхдывов> Для снижения концентрации напряжений применяют стыковые швы, для чего на внутренней поверхности обода и на наружной поверхности стуПицы выполняют кольцевые выступы для сварки. [c.21]

В сечении /—/ действует (см. рис. 12.1) г.апбольший изгибающий момент Л = 286116 Ы ММ н крутящий момент 7 = 216000 Н мм концентрация нап 1яже-иий вызнана наличием шноночной канавки шириной 6=12 мм, ti = 5 мм (см. табл. 5.1) (концентрация напряжений от посадки зубчатых колес сказывается только у торца стуницы). [c.295]

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночно1о паза и прессовой посадкой зубчатого колеса. При двух (и более) концентраторах напряжений учитывают один из них — тот, для которого больше отношение и К Ксь [c.407]

Материал колес. Для изготовления гибких колес волновых редукторов применяют стали марок ЗОХГСА, 40ХН2МА и другие конструкционные стали повышенной вязкости, которые менее чувствительны к концентрации напряжений. Заготовками могут служить бесшовные горячедеформироваи-ные трубы и др. Термообработка — улучшение (280...320 НВ). Зубчатый венец рекомендуется подвергать дробеструйному деформационному упрочнению, включая впадины зубьев (29...33 HR J. [c.229]

Обкатка роликами и шариками применяется в машиностроении как средство упрочнения валов, осей, пальцев, шпилек, зубчатых колес и других деталей. Накатывают цилиндрические поверхности, галтели, канавки, впадины зубьев и шлицев, торцовые поверхности и резьбы. По эффективности обкатка занимает одно из первых мест среди других методов поверхностного упрочнения. Она позволяет получить слой наклепа 3 мм и более, т. е. значительно больший, чем, например, при дробеструйной обработке. Это особенно важно для деталей больших размеров (глубина наклепа при обкатке подступич-ной части вагонных осей достигает 19 мм). Твердость поверхностных слоев, по сравнению с исходной, повышается на 20—40%, предел выносливости гладких образцов — на 20—30%, а при работе в коррозионной среде в 4 раза. В зонах концентрации напряжений, в местах контакта с напрессованными деталями предел выносливости повышается в 2 раза и более. Срок службы различных валов в результате накатки увеличивается в 1,5—2 раза, осей вагонов — в 25 раз, штоков молотов — в 2,5—4 раза и т. д. Обкатка не только создает наклеп и формирует остаточные напряжения сжатия, но и на 2—3 класса снижает шероховатость поверхности, доводя ее до 8—10-го классов. В связи с этим в ряде случаев.обкатка вытесняет малопроизводительное шлифование. Наряду с непосредственным упрочнением от наклепа, при этом устраняется вредное влияние на прочность деталей концентраторов напряжения, возникающих при шлифовании из-за прижогов. [c.107]

Коэффициент, учитывающий гра-дие т напряжаний и чувствительность материала к концентрации напряжений, Уд Для зубчатых колес из конструкционных сталей У,5 определяют в зависимости от модуля по графику на рис. 60 для 1 = 5 мм Уд = 0,96 [c.361]

Достигнутые результаты научных исследований прочности в машиностроении нашли практическое приложение в создании новых и усовершенствовании суш ествующих методов расчета и испытания деталей машин и элементов конструкций, широко используемых промышленностью. Эти результаты, а также опыт расчета на прочность и конструирование деталей машин получили обобш ение в ряде монографий, руководств, справочников и учебников, подготовленных отечественными учеными за 50 пет Советской власти, что способствовало использованию на практике новых данных теоретических и экспериментальных работ. В ряде отраслей опубликованы руководства по прочности валов и осей, резьбовых соединений, пружин, зубчатых колес, лопаток и дисков турбомашин, корпусов котлов и реакторов, трубопроводов, сварных соединений и др. Разработанные методы расчета на основе исследований прочности оказали суш,ественное влияние на улучшение конструкций деталей машин. Они количественно показали значение для прочности деталей уменьшения концентрации напряжений, снижения вибрационной напряженности, ослабления коррозионных процессов, улучшения качества поверхности, роль абсолютных размеров и многих других факторов. [c.44]

Перед окончательной термообработкой зубчатых колес с твердьш и хрупким поверхностным слоем необходимо снимать фаски по контуру зубьев, особенно в зоне выкружки, где концентрация напряжений у кромки способствует возникновению усталостных повреждений. [c.55]

Значения допускаемых напряжений уточнены в соответствии с исследованиями Р. М. Пратусевича по изгибной прочности зубчатых колес станков [6]. Для улучшенной стали 40Х значения допускаемых напряжений, принятые несколько меньшими, чем определяемые непосредственно по пределу усталости с учетом концентрации напряжений, косвенно учитывают возможный износ зубьев по профилю. При сквозной закалке с нагревом т. в. ч., нб включая дно впадины, значения допускаемых напряжений и коэффициентов К следует снижать в 1,5 раза. Для стали 40Х, закаленной по профилю с выкружкой, величина [ст] =32 кГ/мм соответствует закалке по контуру с нагревом т. в. ч. под водой при хорошо отработанном процессе термообработки. [c.570]

К числу наиболее важных конструктивно-технологических мероприятий, повышающих эксплуатационные свойства мащин, можно отнести улучшение формы деталей с целью снижения напряжений в опасном сечении применение технологических способов, обеспечивающих наи-лучщую текстуру материала детали (штампованные заготовки, формообразование, например зубьев, зубчатых колес накатыванием) уменьшение количества операций и правильное их чередование снижение уровня динамических нагрузок повышением точности изготовления и сборки, а также применением оптимальных зазоров и др. снижение концентрации нагрузки вследствие повышения точности изготовления и сборки, увеличения жесткости узла, оптимального взаимного расположения деталей, узлов и др. повышение чистоты впадин у зубчатых колес обеспечение рациональной ориентации обработанных рисок и оптимальной шероховатости рабочих поверхностей деталей обеспечение стабильности физико-механических свойств поверхностного слоя, особенно вблизи опасного сечения, для чего основание впадин торцов зубчатых колес следует шлифовать до химико-термической обработки обеспечение стабильности физико-механических, химических и геометрических свойств материала деталей обеспечение наиболее благоприятной эпюры остаточных напряжений при отсутствии локальных растягивающих напряжений в упрочненном слое применением упрочняющей обработки обеспечение контроля изделий в процессе проектирования и производстве на соответствие их основных эксплуатационных свойств техническим условиям на изготовление и приемку. [c.413]

Существенный недостаток соединения с натягом — зависимость его нагрузочной способности от ряда факторов, трудно поддающихся учету 1пирокого рассеивания значений коэффициента трения и натяга, влияния рабочих температур на прочность соедине-ния и т. д. К недостаткам соединения относятся также наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их сопротивления усталости вследствие концентрации давлений у краев отверстия. Влияние этих недостатков снижается по мере накопления результатов экспериментальных и теоретических исследований, позволяющих совершенствовать расчет, технологию и конструкцию соединения. Развитие технологической культуры и особенно точности производства деталей обеспечивает этому соединению все более широкое применение. С помощью натяга с валом соединяют зубчатые колеса, маховики, подшипники качения, роторы электродвигателей, диски турбин и т. п. Посадки с натягом используют при изготовлении составных коленчатых валов (рис. 7.9), червячных колес (рис. 7.10 и пр. На практике часто применяют соединение натягом совместно со шпоночным (рис. 7.10). При этом соединение с натягом может быть основным или вспомогательным. В первом случае большая доля нагрузки в>.х принимается посадкой, а шпонка только гарантирует прочность соединения. Во втором случае посадку используют для частичной разгрузки шпонки и центрирования деталей. Точный расчет комбинированного соединения еще не разработан. Сложность такого расчета заключается в определении доли нагрузки, которую передает каждое из соединений. Поэтому в инженерной практике используют приближенный расчет, в котором полагают, что вся нагрузка воспринимается только основным соединением — с натягом или шпоночным. Неточность такого расчета компенсируют выбором повышенных допускаемых напряжений для шпоночных соединений. [c.113]

Условно все зубчатые колеса были подразделены на две группы по чувствительности к концентрации напряжений, и для каждой группы были установлены обобщенные статистические зависимости местных разрушающих напряжений Чм >разр предела прочности сердцевины зуба Эти зависимости имеют разный характер для различных значений вероятности нераз-рушения ТУ. [c.205]

По сравнению с профилем типа II у зубчатых колес такой конфигурации снижается концентрация напряжений у основания и, хотя несколько возрастают номинальные напряжения, несущая способность по изгибу увеличивается. В первую очередь здесь обнаруживается положительный аффект при использовании химико-термически упрочненных зубчатых колес. Применение поднутренной конфигурации зубьев в этом случае позволяет шлифовать после термообработки только эвольвентный профиль и не шлифовать переходную поверхность зуба. [c.220]

Погрешности изготовления и сборки зубчат 51Х и червячных передач вызыва1рт динамические нагрузки, шум, вибрации, нагрев, концентрацию напряжений на отдельных участках зубьев, а также несогласованность углов поворота ведущего и ведомого колес, что приводит к ошибкам относительного положения звеньев и к ошибкам от мертвого хода. [c.402]

На основании испытаний установлено, что чем вьиие твердость поверхности зуба, тем больше склонность к концентрации напряжений при данной чистоте поверхности. Следовательно, при высокой твердости необходима достаточная чистота поверхности. Срок службы зубчатых колес значительно увеличивается в результате шлифования зубьев. [c.245]

Для пластинки с двумя выточками (рис. 16) коэффициент концентрации напряжений зависит главньм образом от отношения величины радиуса закругления р у дна выточки к ширине <1, а также от отношения При р О величина оо, Коэй фициент концентрации напряжений в основании зуба зубчатого колеса (см. рис. 8, гл. 11) может быть представлен приближенной зависимостью [c.14]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений изгиба у корня зуба Крутящий момент на зубчатом колесе в кГсм или в кГм Модуль зацепления в см или в мм Мощность, передаваемая ведомым зубчатым колесом пары, в я. с. Число циклов напряжений [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...