Зубчатые передачи предел выносливости

Испытание зубьев на выносливость по излому на пульса-торе-устройстве, в котором к вершине неподвижного зуба прикладывается нагрузка, меняющаяся по пульсационному циклу (см., например [137]). Данный способ не воспроизводит полной картины нагружения зуба в зубчатой передаче. При испытании на пульсаторе нагрузка приложена на постоянном плече и не перемещается по высоте зуба, как при работе зубчатой передачи. Испытуемое зубчатое колесо закрепляется у обода или в центре. В последнем случае силовой поток ближе к натуральному. Поскольку напряженное состояние зубьев при испытании на пульсаторе отлично от такового для зубьев зубчатой передачи, пределы выносливости зубьев на излом в обоих случаях также несколько отличны. Это следует учитывать при использовании результатов экспериментов на пульсаторе для расчета. [c.72]

Контактными называют напряжения в зоне (зонах) контакта деталей машин. На практике часто появляется необходимость определения напряжений и деформаций в этих зонах как при расчете на контактную прочность (зубчатые и фрикционные передачи), так и для оценки предела выносливости (резьбовые и прессовые соединения и др.). [c.227]

Теплопрочные стали используют для тяжелонагруженных шестерен летательных аппаратов. Несмотря на минимальные потери энергии в зубчатых передачах, благодаря повышению точности изготовления зубчатых колес температура на рабочих поверхностях достигает 200-300 °С при работе в масляных ваннах. Зубчатые колеса из этих сталей содержат повышенное количество карбидов в рабочем слое, так как при цементации содержание углерода доводят до 1,2-1,6 %.Карбиды в слое обеспечивают повышение износостойкости и предела контактной выносливости. Термическое упрочнение предусматривает высокий отпуск перед закалкой детали. Образовавшиеся во время отпуска карбиды не растворяются полностью при нагревании под закалку. Для предварительных расчетов зубчатых колес на долговечность регламентированы пределы контактной выносливости и пределы выносливости зубьев при изгибе (ГОСТ 21354-87) с учетом условий обработки колес. [c.101]

Изменение предела выносливости при испытании натурных зубьев тяговых зубчатых передач тепловозов (испытывали секторы, вырезанные из колес) на усталость, в зависимости от глубины наклепанного слоя показано на рис. 58. С увеличением глубины наклепанного слоя до определенной величины (в данном случае до 2,6—2,8 мм) предел выносливости повышается [c.156]

Шероховатость поверхности деталей влияет на их эксплуатационную надежность и износостойкость, которая зависит от многих факторов, в том числе от высоты и формы микронеровносТей. Шероховатости имеет большое значение для работы зубчатых передач, так как при контакте зубьев происходит скольжение профилей и высокие удельные давления и повышенная температура приводят к разрушению поверхностей. Появляются задиры, заедания и схватывание металлов, сопровождаемые вырывами отдельных кусочков металла. Усталостная прочность деталей машин в значительной степени зависит от шероховатости поверхностей. Отдельные дефекты и неровности на поверхности детали, работающей в условиях циклических и знакопеременных нагрузок, способствуют концентрации напряжений, величина которых может понизить предел выносливости металлов. [c.36]

Как уже упоминалось, для повышения предела выносливости зубчатых колес их обдувают дробью. В результате этого нагрузка (при изгибе) может быть увеличена для цементованных зубчатых колес коробок передач на 10—15%, а для цианированных — на 20—30%, что учитывается коэффициентом кобр [c.246]

Расчеты Зубчатых передач, как правило, базируются на предположении существования длительного предела выносливости. Что же касается подшипников качения, то в действующих рекомендациях их несущая способность непрерывно снижается с ростом числа циклов перемен напряжений при постоянном показателе степени уравнения кривой выносливости. Поэтому, начиная с некоторого значения числа циклов перемен напряжений, допускаемая нагрузка в зубчатых передачах остается постоянной, а у подшипников качения продолжает падать. В связи с этим несущая способность некоторых типов передач может лимитироваться работоспособностью подшипников. Это, в частности, наблюдается в тех случаях (характерных, например, для передач А), когда размеры [c.211]

В методах расчета зубчатых передач предполагается существование длительного предела контактной выносливости, тогда как подбор подшипников качения базируют на кривых выносливости, не имеющих горизонтального участка. Поэтому с увеличением и снижением растет величина отношения массы опорных узлов с подшипниками качения к массе зубчатых пар. Это обстоятельство существенно влияет на конечные результаты фавнения передач с различными значениями С уменьшением Пз ,м и увеличением х /,,,, и )lт xi/, растет удельный вес в общей массе редуктора массы опорных узлов с подшипниками качения. Помимо этого с увеличением растет величина Кц , что, в свою очередь, оказывает влияние на массу передачи. [c.221]

Проверка 3. Крутящий момент н. передаваемый колесом, определяют исходя из предела выносливости поверхности зубьев (для закрытых зубчатых передач) по выражению, которое выведено из известной формулы Герца [c.82]

При длительной работе зубчатой передачи, когда эквивалентное число циклов напряжений Мцз равно или больше базового числа циклов Мцо, допускаемое напряжение [о ] определяется исходя из длительного предела выносливости Оцо и называется базовым допускаемым напряжением. Если Ыцэ < Мцо, то допускаемое напряжение [а] определяется из временного предела выносливости. Связь между [ст] и [(т°] можно найти из уравнения кривой усталости [c.292]

Предел контактной выносливости закрытых зубчатых передач — величина условная, зависящая от того, что принять за допустимую норму выкрашивания рабочих поверхностей зубьев (см. главу П1). В свою очередь, допустимая степень выкрашивания зубьев к концу заданного срока службы передачи устанавливается от таких факторов, как назначение передачи, срок ее службы, твердость материала зубьев и др. [c.292]

Кратковременные перегрузки в зависимости от их величины и времени их действия могут явиться в отношении усталостной прочности материала зубчатых колес как упрочняющим, так и разупрочняющим фактором. За отсутствием систематических специальных исследований, однако, количественная оценка влияния перегрузок при расчете зубчатых передач пока ограничивается гипотетическими рекомендациями. Большинство исследователей считает, что кратковременные пиковые нагрузки, если они не слишком велики, повышают циклическую долговечность зубчатых колес. При этом, чем короче циклическая длительность действия перегрузки, тем выше может быть допущена ее величина без ущерба для усталостной прочности материала зубчатых колес и опасности пластической деформации (обмятия) рабочих поверхностей зубьев. Поскольку количественная оценка упрочняющего действия кратковременных перегрузок пока учету не поддается, в современных расчетных нормативах [66], [85], [И1], [162], [И] при расчете зубьев на выносливость те пиковые нагрузки, циклическая продолжительность действия которых не превышает определенного предела, рекомендуется просто не учитывать. Подразумевается, что в принятых пределах числа циклов и величины перегрузок разупрочняющий эффект перегрузок маловероятен и им можно пренебречь. [c.310]

Повышение изгибной выносливости и долговечности зубчатых передач вследствие поверхностного упрочнения переходной поверхности у ножки зуба широко используется в производстве приводов. Поверхностное упрочнение зубьев позволяет повысить нагрузочную способность зубчатых передач примерно в 4-5 раз, тогда как за счет улучшения геометрии и качества сборки ее можно увеличить только в 1,5-2 раза. Вместе с тем пока еще отсутствуют инженерные методы оценки степени упрочнения и учета ее влияния на предел изгибной выносливости зубьев и долговечность зацепления В существующих методиках расчета зубчатых передач на прочность (ГОСТ 21354-84, СТ СЭВ 5744-86, РТМ 2 Н45-1) выносливость зубьев, необходимую для предотвращения усталостного излома зубьев, устанавливают сопоставлением расчетного максимального напряжения в опасном сечении на поверхности с допускаемым напряжением определяемому с учетом величины предела выносливости зубьев при изгибе расчетного коэффициента запаса прочности 5 , и уточняющих коэффициентов [c.105]

Практически во всех нормах и методиках расчета зубчатых передач на прочность значения рекомендуется устанавливать на основе обкаточных испытаний зубчатых колес на стендах (чаще с циркулирующим потоком замкнутой мощности) или на пульсаторах. В некоторых случаях при оценке допускаемых напряжений продолжают использовать значения базовых пределов выносливости, полученных модельными испытаниями на изгиб гладких или надрезанных (с концентраторами различной формы) образцов. Это во многом вызвано отсутствием в настоящее время достаточного количества экспериментальных данных, полученных испытаниями при обкатке зубчатых колес из различных материалов, способов упрочнения и режимов нагружения (чередования уровней и частотных характеристик нагрузок). Следует отметить, что в последующем усталостные испытания гладких и надрезанных образцов могут с успехом использоваться как дополнительные данные к результатам испытаний зубчатых колес для полной оценки влияния на усталостную прочность различных факторов конструктивных (форм и размеров концентраторов напряжений), технологических (способов упрочнения и параметров упрочненного слоя) и эксплуатационных (режимов нагружений) при тщательном соблюдении условий моделирования. [c.106]

Сопротивляемость зубьев усталостному разрушению при симметричном цикле напряжений можно установить на основе уравнений подобия усталостного разрушения (4.3), (4.4). Метод расчета пределов выносливости при изгибе поверхностно-упрочненных зубьев может быть основан на тех же предпосылках, что и расчет круглых поверхностно-упрочненных деталей на условной замене упрочненной детали эквивалентной неупрочненной, изготовленной из материала с другими механическими свойствами (чаще повышенными), обеспечивающими одинаковую ее несущую способность с упрочненной. В качестве закона распределения напряжений по поперечному сечению у ножки зуба примем закон, используемый в расчетах зубчатых передач [68] [c.107]

Точность определения пределов изгибной выносливости поверхностно-упрочненных зубьев по зависимостям (5.4) и (5.6) существенно зависит от точности определения параметров, входящих в эти уравнения, в частности, глубины слоя к в зоне повышенной напряженности зуба колеса. Стандарты по расчету на прочность цилиндрических зубчатых передач (ГОСТ 21354-87, СТ СЭВ 5744-86 и др.) [c.108]

Материалы гибкого и жесткого колес. Гибкие колеса волновых передач изготовляют из легированных сталей. Термической обработке - улучшению - подвергают заготовку в виде толстой трубы (твердость 30-37 HR ). Механическую обработку выполняют после термообработки. Зубчатый венец рекомендуют подвергать упрочнению наклепу, включая впадины зубьев, или азотированию. Наклеп повышает предел выносливости в 1,15 раза, азотирование в 1,4 раза. [c.222]

При толщине стенки гибкого колеса до 10 мм можно использовать табличные значения предела выносливости с учетом диаметра заготовки и принимать 8 = = 0,95-5-1,0. Для передач типа 2 -F-h, имеющих весьма малую неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, можно выбирать по табл. 17.1, принимая = е , и в качестве размера сечения, задаваясь длиной гибкого колеса L. [c.297]

Определение допускаемых контактных напряжений. Допускаемые напряжения при расчете червячных передач на контактную выносливость определяются в зависимости от материала, принятого для изготовления зубчатого венца червячного колеса. Для оловянистых бронз допускаемые напряжения (МПа) находятся в зависимости от предела прочности материала, а для безоловянистых бронз и чугунов — в зависи.мости от скорости скольжения. В общем виде расчетная формула имеет вид [c.170]

Из опыта эксплуатации и экспериментального исследования передач установлено, что чем больше вязкость масла, тем больше предел контактной выносливости зубьев. Более вязкое масло способно гасить динамические нагрузки на зубья, увеличивая срок службы зубчатых колес. [c.230]

Материалы венцов червячных колес не имеют перелома кривой усталости. В целях сохранения методического единства расчета зубчатых и червячных передач для последних введен условный предел контактно-износной выносливости [ относящийся к условной базе [c.209]

На рис. 138 изображены результаты испытаний на долговечность фирмой Глисон (США) конических и гипоидных передач с правильно смонтированными цементованными зубчатыми колесами. В области ниже доверительной границы 95% число зубчатых колес, выходящих из строя, составляет не более 5% общего числа испытанных зубчатых колес, в области около доверительной границы 5% только 5% общего числа испытанных зубчатых колес не выходит из строя. Рекомендуется придерживаться линии, обозначенной на графике 95%, с тем чтобы обеспечить высокую надежность передачи. Предел выносливости при этом составляет 210 МПа. [c.247]

Проведен ряд экспериментальных работ по прочности зубчатых передач при переменных режимах работы. Установлены типовые режимы переменной работы. Для этих режимов определены коэффициенты, характеризующие повышение предела выносливости и общих чисел нагружений до излома кривой выносливости. Показана возможность оценки этих коэффициентов для других режимов из энергетических условий. Расчеты представляется возможным вести не по приведенным, а по общим числам циклов нагружений, что существенно упрощает выкладки. Расчеты распространимы также на другие детали машин. [c.68]

Положительный эффект от поверхностного наклепа цианиро-ванных зубчатых колес коробок передач легковых автомобилей ГАЗ отмечает Д. А. Свешников. Зубчатые колеса из стали 40Х по существующей на заводе технологии подвергали цианированию на глубину около 0,2 мм с твердостью у поверхности HR 48—56. В эксплуатации наблюдались случаи усталостного разрушения зубьев на коробках передач автомобилей повышенной мощности. Проведенным на заводе исследованием было установлено, что наклеп дробью почти в 2 раза повышает предел выносливости цианированных зубьев при пульсирующем изгибе. Наклеп дробью зубчатых колес не вызвал потери их статической прочности, не ухудшил шумовых качеств коробки передач, не изменил сопротивления контактному выкрашиванию и не вызвал существенных изменений их размеров. [c.308]

Объемная закалка с низким отпуском используется для зубчатых колес с высокой твердостью из сталей с содержанием С 0,4-f-0,5%. При этой термообработке наблюдается значительное коробление, низкое сопротивление ударным нагрузкам и большой разброс величин предела выносливости. Все это снижает надежность, и поэтому для ответственнь1Х передач такая термообработка не рекомендуется. [c.827]

В зависимости от условий работы все детали по виду изнашивания можно разбить на пять групп. К первой группе относятся детали ходовой части мобильных машин, для которых основным фактором, определяющим их долговечность, является абразивное изнашивание ко второй группе (шлицевые детали, зубчатые муфты, венцы маховиков) — детали, у которых основным фактором, лимитирующим долговечность, является износ вследствие пластического деформирования к третьей группе (гильзы, головки блоков цилиндров, распределительные валы, толкатели, поршни, поршневые кольца) — детали, для которых доминирующим фактором является коррозионномеханическое или молекулярно-механическое изнашивание к четвертой группе (шатуны, пружины, болты шатунов) — детали, долговечность которых лимитируется пределом выносливости к пятой группе (коленчатые валы, поршневые пальцы, вкладыши подшипников, отдельные зубчатые колеса коробки передач и др.) — детали, у которых долговечность зависит одновременно от износостойкости трущихся поверхностей и предела выносливости материала деталей. [c.8]

Итак, мы выше подобрали безопасные размеры вала зубчатой передачи для условий стационарного режима нагружения, когда вращающий момент Т = onst. В расчете подразумевалось, что материал вала обладает физическим пределом выносливости <т i. В соответствии с этой 1лоделью вал можно эксплуатировать при заданном, так называемом номинальном моменте Т неограниченно долго. Другими словами, количество его оборотов N (равное числу циклов переменных напряжений в поперечном сечении) может быть бесконечно велико [c.504]

Высокие пределы выносливости при изгибе (до 100 кгс/мм ), контактной выносливости (до 200 кгс/мм ) и износостойкости цементованных и нитроцемешо-ьанных деталей [1, 4, 5, 7] делают эти процессы наиболее эффективными для обработки тяжелонагружаемых деталей автомобиля. К этой группе деталей в первую очередь относятся шестерни, зубчатые колеса и валы коробок перемены передач, раздаточных коробок, редукторов ведущих мостов, а также отдельные детали рулевого управления (рейка-поршень, вал сошки руля и др.). Практика отечественных и зарубежных автозаводов показала, что удовлетворение все возрастающих требований к прочности деталей из-за резкого роста скоростей и нагрузок связано с совершенствованием технологии химико-термической обработки, а не с повышением степени легированности сталей. [c.537]

Повре дение поверхностей зубьев мож ет происходить от выкрашивания, износа или заедания. Усталостное выкрашивание (рис. 33.18,а) является наиболее частой причиной выхода из строя колес закрытых зубчатых передач, работающих с обильной смазкой. Переменные контактные напряжения, Превышающие предел выносливости, приводят к образованию на поверхности зубьев микротрещин. [c.421]

Расчет на прочность стальных цилиндрических зубчатых передач внешнего зацеплении андартизОБан (ГОСТ 21351 75). Этим же стандартом определяется выбор [а] в зависимости от механических свойств материала (предела выносливости), срока службы передачи, коэффициента запаса прочности, способа полу- [c.210]

Из контактно-гидродинамической теории следует, что контактная выносливость материала не постоянна, а зависит от факторов, влияющих на толщину масляной пленки между зубьями [114]. К этим факторам относятся окружная скорость и вязкость масла, а также тепловая напряженность в контакте, которую А. И. Петрусевич оценивает по запасу надежности против заедания (см. гл. VII). С увеличением размеров зубчатой передачи условия отвода тепла, образующегося в контакте, ухудшаются и предел контактной выносливости снижается. Это обстоятельство, отмеченное А. И. Петрусевичем [114], подтверждается практикой эксплуатации крупных зубчатых передач. Этот масштабный фактор пока еще не нашел отражения в расчетных методиках. Тем не менее при проектировании крупных зубчатых передач его следует иметь в виду, поскольку фигурирующие в справочной литературе допускаемые контактные напряжения получены из экспериментов с небольшими зубчатыми колесами и для крупных зубчатых передач являются завышенными. [c.188]

Поломка зубьев червячного колеса или витков червяка (рис. 240) может произойти в результате образования и роста усталостной трещины, возникшей при работе передачи с нагрузками, превышающими предел выносливости материала. Известны также случаи, когда поломка происходила в момент недопустимо большой кратковременной перегрузки передачи (например, при пуске). Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев червячного колеса (рис. 241) имеет ту же причину, что и для зубчатых колес (см. гл. 1П). Наблюдается оно преимущественно у зубьев червячных колес из сплавов с относительно низкой контактной выносливостью и с повышенными антизадир-ными свойствами (например, бронзы с высоким процентом содержания олова). [c.366]

По результатам стендовых и эксплуатационных испытаний ЦНИИ МПС пришёл к заключению, что выход из строя зубчатых передач электровозов и моторных вагонов электросскций происходит по излому зубьев, а не по износу. Поэтому основным мероприятием является повышение предела выносливости, которого можно достигнуть закалкой поверхностей зубьев по всему контуру, по рабочим поверхностям и по впадинам на глубину 2,5 — 4 мм для зубчатых колёс и шестерён, изготовляемых из сталей марок 37ХНЗА и 50 и цементацией по всему контуру на глубину 1,7 — 2,2 мм с последующей закалкой для шестерён, изготовленных из стали марки 12ХНЗА. [c.155]

Из рис. 5.2 видно, что относительная толщина упрочненного слоя А (в большей мере) и коэффициент смещения х существенно влияют на коэффициент упрочнения Ку, который для рассматриваемых передач может изменяться от единицы до двух и более, причем эффект упрочнения больший у колес с большим числом зубьев. На основании этого можно заключить, что величины коэффициентаприведенные в ГОСТ 21354-87 (1 < Ку< 1,3), являются заниженными. Это подтверждается также результатами усталостных испытаний на изгиб цилиндрических образцов с концентраторами напряжений и без них из материалов [52], используемых для изготовления зубчатых колес, с различными видами упрочнений и без них, согласно которым 1 <К < 2,68. Следует также иметь в виду, что для уточнения эффекта упрочнения зубьев при расчетах зубчатых колес необходимо коэффициентом К учитывать все влияния поверхностного упрочнения на пределы выносливости зубьев при изгибе и не учитывать их в других коэффициентах, например 7 (см. формулу (5.1)). [c.114]

На стадии проектирования или оценки ресурса зубчатой передачи определение пределов изгибной выносливости, соответствующих базовому числу циклов нагружений для отнупевого цикла напряжений, можно установить, используя опытные данные для образцов, по зависимости [91] [c.142]

Предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, °Н Jim Ь. кгс/мм Определено по табл. 9S. Значение Од jjfp для азотирования установлено только для зубчатых колес с параметрами шероховатости поверхности не грубее Да = 1,25 мкм по 1 ОСТ 2789—73 и суммарном пятне контакта зубьев в передаче, пе меньшем предусмотренного 6-й степенью точности по ГОСТ 1643—72 [c.371]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...