Напряжения контактные в подшипниках поверхностные

Выбор подшипников качения в кулачковых механизмах. В автоматических контрольных системах распространенной задачей является выбор подшипников качения для роликовых толкателей скоростных кулачковых механизмов. Выбор производится из числа стандартных шариковых или роликовых подшипников качения по величине динамической нагрузки. Однако в большинстве случаев выбор подшипников качения минимизируется предельными значениями контактных напряжений в зоне поверхностного контакта подшипника качения роликового толкателя с кулачком. Превышение предельных значений контактных напряжений приводит к усталостному разрушению поверхностных зон кулачка в местах контакта, вызывает интенсивный износ, что в конечном счете сказывается на нормальном функционировании и снижении надежности всего кулачкового механизма. Поэтому в выборе подшипников качения скоростных кулачковых механизмов стремятся к минимизации наибольших касательных напряжений Тт в критической зоне контакта [11]. [c.337]

Выносливость (усталостная прочность) поверхностных слоев деталей определяет работоспособность шестерен, подшипников качения, рабочих элементов многих фрикционных вариаторов, кулачков, роликов и других деталей, работающих в условиях контактной нагрузки. Возникающие местные напряжения подсчитывают по формулам теории Герца—Беляева[53], причем из геометрических параметров на величину напряжений в основном влияют радиусы кривизны сопряженных тел. Так, при начальном касании тел по линии (зубьев шестерен, роликовых подшипников и направляющих, кулачковых механизмов и др.) наибольшее напряжение, возникающее в зоне контакта, подсчитывают (при коэс ициенте Пуассона А=0,3) по формуле [c.45]

Причиной его является усталость материала поверхностных слоев, подверженных действию циклических (повторно-периодических или повторно-апериодических) контактных напряжений Такие напряжения возникают в поверхностных слоях большинства деталей машин, работающих как при качении (со скольжением или без него), например, зубчатых и червячных передач, подшипников качения, так и при чистом скольжении, например, пар плоский кулачок—толкатель и др. [c.194]

Для деталей, в поверхностных слоях которых возникают контактные напряжения (например, фрикционные катки, зубчатые колеса, подшипники качения), решающую роль играет прочность рабочих поверхностей — контактная прочность. [c.205]

Существует большое число типов подшипников, в процессе эксплуатации которых действ)тот значительные ударные и истирающие нагрузки с повышенными контактными напряжениями (подшипники для прокатных станков, буровых установок, некоторых типов автомобилей и т. д.). Данные подшипники изготовляют из низколегированных сталей с поверхностным упрочнением путем цементации, нитроцементации с последующей термической обработкой. Для подшипников, работающих в условиях динамического нарушения (для букс железнодорожного транспорта, рольгангов обжиговых печей), нашла при- [c.773]

Эти материалы предназначены для таких изделий массового производства, как подшипники качения и зубчатые колеса. Усталостное выкрашивание на их рабочих поверхностях вызывают циклические контактные напряжения сжатия. Они создают в поверхностном слое мягкое напряженное состояние, которое облегчает пластическое деформирование поверхностного слоя деталей и, как следствие, развитие в нем процессов усталости. В связи с этим высокая контактная выносливость может быть обеспечена лишь при высокой твердости поверхности, необходимой также для затруднения истирания контактных поверхностей при их проскальзывании. [c.336]

Приложенная нагрузка перпендикулярна к площадке контакта (т. е. влиянием поверхностных касательных напряжений можно пренебречь). В реальных условиях работы подшипника, при его вращении под нагрузкой на контактных поверхностях тел и дорожек качения помимо нормальных напряжений возникают значительные касательные напряжения, оказывающие существенное влияние на возникновение первых очагов усталостного разрушения этих поверхностей. [c.388]

Jib. У тяжело нагруженных подшипников при средних нормальных контактных напряжениях, превышающих 2200 МПа, после 10 . .. 10 млн. оборотов в поверхностном слое [c.362]

Для деталей, в поверхностных слоях которых возникают контактные напряжения, например фрикционные катки, зубчатые колеса, подшипники качения, решающую роль в большинстве случаев играет не общая (объемная) прочность, а прочность рабочих поверхностей — контактная прочность. [c.40]

Стали для подшипников должны обладать высокой твердостью и износостойкостью в сочетании с высоким пределом контактной усталости. К сталям предъявляют требования по минимальному содержанию неметаллических включений, развитию карбидной неоднородности и пористости, что обусловлено тем, что эти дефекты, находясь в поверхностном слое, становятся концентраторами напряжений и вызывают преждевременное усталостное разрушение. [c.193]

Работами, проведенными во ВНИППе, было доказано, что при отсутствии растягивающих и наличии сжимающих напряжений в поверхностном рабочем слое повышается контактная выносливость и долговечность как образцов, так и подшипников. Совмещение операций закалки, основного отпуска и дополнительного отпуска с химико-термической обработкой позволяет получить весьма благоприятное распределение величины поверхностных сжи.мающих остаточных напряжений и благодаря этому дает возможность реализовать весьма значительное повышение долговечности и надежности подшипников. [c.398]

Таким образом, ни одна из трех формул (ПО), (112) и (113) в качестве исходной расчетной зависимости не обладает перед двумя другими никакими преимуществами. Примем для дальнейшего расчета за исходную зависимость формулу (ПО), так как по этой формуле вычисляются контактные напряжения, хотя и условные, но действующие на поверхности, в то время как по формулам (112) и (113)—условные контактные глубинные напряжения, не определяющие при малых и средних нагрузках выносливости поверхностного слоя металла (см. гл. III). Кроме того, тем самым унифицируется расчет на контактную прочность зубчатых передач, подшипников качения и фрикционных передач, так как контактная прочность последних также обычно оценивается величиной нормальных контактных напряжений. [c.189]

Усталостное изнашивание возникает при трении качения и наиболее отчетливо проявляется на рабочих повфхностях подшипников качения и на зубьях шестерен. При усталостном изнашивании трущихся деталей возникают микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки, превышающие предел текучести металла при трении качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникших микро- и макроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. [c.96]

При контактном нагружении сила действует на весьма малом участке поверхности, вследствие чего в поверхностном слое металла возникают повышенные напряжения. Этот вид нагружения чаще всего встречается при соприкосновении сферических и цилиндрических тел с плоскими, сферическими или цилиндрическими поверхностями. Примером могут служить подшипники качения, зубчатые колеса, ролики обгонных муфт, фрикционные вариаторы и т. д. [c.325]

Усталостное изнашивание (выкрашивание) проявляется в отслаивании отдельных частиц металла с увеличением числа циклов нагружений и проявляется в наибольшей мере на отстающей поверхности (ножка зуба в зубчатой передаче, дорожка качения внутреннего кольца подшипника качения) и представляет значительную опасность при поверхностном упрочнении (азотирование, цементация и др.), поскольку в результате развития трещин под упрочненным слоем с поверхности трения отделяются крупные частицы металла. Для предотвращения усталостного выкрашивания проводится расчет с целью оценки величины контактных напряжений (оценка контактной прочности). [c.16]

Научной основой теории расчета зубчатых и червячных передач и подшипников качения должна служить контактно-гидродинамическая теория смазки, зародившаяся в СССР. Работы в области этой теории позволили объяснить и численно обосновать ряд важнейших явлений контактной проч-ности деталей машин. Показано существенное повышение контактной прочности oпepeн aющиx поверхностей по сравнению с отстающими при качении со скольжением, связанное с резким изменением напряженного состояния в тонких поверхностных слоях от изменения направления сил трения в связи с пикой у эпюры давлений на выходе из контакта. Установлено численное значение (достигающее 1,5—2) коэффициента повышения несущей способности косозубых передач при значительном перепаде твердости шестерен и колес вследствие повышения контактной прочности опережающих поверхностей головок зубьев. [c.68]

Аналогичное рассмотрение вопроса применительно к деталям, работающим при высоких контактных нагрузках (например, к подшипникам качения), приводит к выводу, что и здесь сквозное термическое упрочнение иа примерно одинаковую прочность не является обязательным. Необходимо лишь, чтобы толщина поверхностного слоя высокой твердости была не менее некоторой минимальной толщины. Зависящей от уровня рабочих контактных напряжений. Наличие напряжений сжатий в поверхностных слоях увеличивает контактную прочность и долговечаость работы деталей при высоких контактных напряжениях. Применение для термической обработки индукционного нагрева позволяет использовать еще одно его принципиальное преимущество. Вследствие высокой скорости нагрева и малой его длительности (при должном выборе его температуры) зерно аустекита в процессе аустенитизации не успевает вырасти в той мере, как это имеет место при нагреве в печи. [c.243]

При работе зубчатой передачи между зубьями сопряженных зубчатых колес возникает сила давления f рис. 12.15), направленная по линии зацепления. Кроме того, от скольжения зубьев между ними образуется сила трения = где / — коэффициент трения. Сила невелика по сравнению с силой Р, поэтому при выводе расчетных формул ее не учитывают, т. е. принимают, что сила взаимодействия между ЗЫБЯМИ направлена по нормали к их профилям. Под действием силы F и F зубья находятся в сложном напряженном состоянии. На их работоспособность оказывают влияние напряжения изгиба в поперечных сечениях зубьев и контактные напряжения Стд в поверхностных слоях зубьев. Оба эти напряжения, переменные во времени, и могут бьггь причиной усталостного разрушения зубьев или их рабочих поверхностей. Напряжения изгиба Tf вызывают поломку зубьев, а контактные напряжения Он — усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев. Поломка зубьев — опасный вид разрушения, так как при этом может выйти из строя не только зубчатая передача, но и валы и подшипники из-за попадания в них отколовшихся кусков зубьев. Поломка зубьев возникает в результате больших нагрузок, в особенности ударного действия, и многократных повторных нагрузок, вызывающих усталость материала зубьев. Во избежание поломки зубьев их рассчитывают на изгиб. Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев — распространенный и опасный вид разрушения большинства закрытых и хорошо смазываемых зубчатых передач. Выкрашивание заключается в том, что при больших контактных напряжениях на рабочей поверхности зубьев обычно на ножках, вблизи полюсной линии) появляются усталостные трещины. Это приводит к выкрашиванию мелких частиц материала зубьев и образованию небольших осповидных углублений, которые затем под влиянием давления масла, вдавливаемого с большой силой сопряженным зубом в образовавшиеся углубления и трещины, растут и превращаются в раковины. Для предотвращения выкрашивания зубьев их рассчитывают на контактную прочность. [c.181]

При передаче усилий от одной детали конструкции к другой в зоне их соприкосновения (контакта) зачастую возникают высокие напряжения и прочность поверхностных слоев материалов деталей может оказаться недостаточной. Принято различать расчеты на смятие и на контактную прочность. Первые выполняют в тех случаях, когда соприкосновение деталей даже в не-нагруженном состоянии происходит по поверхности конечных размеров например, контакт шпонки со стенкой шпоночной канавки (рис. 2,49, а) или контакт болта, плотно вставленного в отверстие, с его стенками (рис. 2.49, б). Вторые производят тогда, когда нена-гружениые детали соприкасаются друг с другом в одной точке, например шарик и кольцо шарикового подшипника, или по линии, [c.218]

Так как подшипники качения должны выдерживать большое количество циклов высоких контактных напряжений, к шарикоиодшинниковым сталям предъявляют строгие требования в отношении металлургического качества. Попадая в поверхностный рабочий слой деталей подшипников, металлургические дефекты становятся концентраторами напряжений и источником преждевременного усталостного разрушения. Предельные количества неметаллических включений и карбидной неоднородности, допускаемые в шарикоподшипниковой стали по ГОСТу 801—60, указаны в табл. 2 и 3 [7]. [c.366]

Теоретической основой постановки экспериментальных исследований для многочисленных механизмов, работающих в масляной среде, является контактно-гидродинамическая теория смазки. Контактно-гидродинамический режим смазки является типичным для условий работы зубчатых и фрикционных передач, подшипников, катков и других механизмов. Основная задача теории заключается в определении контактных напряжений, геометрии смазочного слоя и температур при совместном рассмотрении уравнений, описывающих течение смазки, упругую деформацию тел и тепловые процессы, протекающие в смазке и твердых телах. Течение смазки в зазоре описывается уравнениями, характеризующими количество движения, сплошность, сохранение энергии и состояние. Деформация тел определяется основными уравнениями теории упругости. Температурные зависимости находятся из энергетического уравнения с использованием соответствующих краевых условий. Плоская контактно-гидродинамическая задача теории смазки решалась с учетом следующих допущений деформация ци-лидров рассматривалась как деформация полуплоскостей упругие деформации от поверхностного сдвига считались малыми для анализа течения смазки использовалось уравнение Рейнольдса при вязкости смазки, явля- [c.165]

Исследование причин, вызывающих указанное выше расхождение, позволило установить, что уже на границе исследуемой зоны (при 0тах = 3464О кгс/см ) происходит достаточно быстрый переход от микропластических деформаций к макропла-стическим деформациям. Микрофотографии следов качения, полученные после теплового травления при 500-кратном увеличении, показывают (рис. 4), что уже в первые часы работы подшипников происходит смятие шлифовальных гребешков, а последующее пластическое деформирование основного металла приводит к упрочнению поверхностного слоя. Помимо структурных изменений макропластические деформации вызывают изменение кривизны контактирующих поверхностей, рост пятна контакта и падение действительных контактных напряжений по сравнению с расчетными. [c.51]

Имеющаяся при индукционной закалке возможность согласовать свойства отдельных участков детали с величиной и характером действующих там напряжений дополнительно повышает конструктивную прочность деталей. Например, при объемно-поверхностной закалке крестовины кардана твердость вдоль поверхности шипов неодинакова. В местах контакта с игольчатыми подшипниками она составляет более HR 60 и обеспечивает высокое сопротивление контактным нагрузкам (брине-лированию), а у основания шипов, где действуют только максимальные рабочие напряжения от статического и ударного изгиба, твердость значительно ниже HR 52—54. о обеспечивает более высокие вязкость опасного участка крестовины, сопротивление ударным и статическим нагрузкам крестовины в целом (табл. 8). [c.610]

Большие местные напряжения возникают также при передаче усилия с одной детали на другую, прижатую к ней небольшим участком поверхности, например в зонах соприкосновения зубьев зубчатых колес, в шариковых и роликовых подшипниках, в замковых соединениях рабочих лопаток турбомашин с диском и т. п. Такие напрянсения называют контактными. Так как с увеличением нагрузки размер контактной плошадки увеличивается, то контактные напряжения возрастают медленнее, чем нагрузка. Для обеспечения контактной прочности материалы подвергают поверхностному упрочнению, повышаюш,ему их твердость (более подробно см. гл. 35). [c.15]

Область появления подкоркового нарушенного (смещенного) слоя совпадает с точкой воздействия максимальных касательных напряжений тщах. но не совпадает с точкой возникновения первичных дефектов, которые образуются в основном на поверхности, т. е. питтинг образуется даже тогда, когда не возникает подкорковый искаженный слой. Дефекты этих двух типов взаимно не связаны друг с другом. Подкорковый искаженный слой и дефекты, возникающие в зоне максимальных касательных напряжений Ттах, образуются только при контактных напряжениях go = 640 кГ/ м . Поверхностные дефекты (питтинг) могут возникать на поверхности при более низких напряжениях 0 = 450 кГ1мм и ниже [159]. Явления контактной усталости при трении качения зубчатых колес распространяются так же, как и у подшипников качения. [c.294]

Износ подшипников качения в результате контактной усталости происходит вследствие постепенного нарушения межкристаллических связей, местных сдвигов кристаллической решетки в поверхностных слоях рабочих деталей подшипников под действием большого числа циклов повторно-переменных контактных напряжений при наличии жидкого масла, расклинивающего трещины и ускоряющего образование питтинга ( питтинг , от английского слова The pitt — яма). [c.297]

Осповидный износ возникает при трении качения и наиболее отчетливо проявляется на рабочих поверхностях подшипников качения и зубьях шестерен. При осповидном износе трушихся деталей возникают микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки, превышающие предел текучести металла при трении качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникших микро- и макроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые осповидные углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. На фиг. 5 показан осповидный износ ведущей шестерни з аднего моста автомобиля ЗИС-150 и кольца роллкоподшипника поворотного кулака. Проф. М. М. Хрушов [59] считает, что составить подробную классификацию видов износа и указать соответственные им виды изнашивания практически не представляется возможным по той причине, что при разных видах изнашивания могут быть одинаковые виды износа. В табл. 1 приведена классификация видов изнашивания, предложенная М. М. Хрущовым для случая трения скольжения. [c.12]

Роликовая опора состоит из литого корпуса 19, который установлен на боковине рамы тележки по касательной к окружности с радиусом, равным радиусу поворота тележки, обеспечивая ее поворот на опорах качения, нижней опорной плиты 16, роликов 17, связанных между собой обоймами 15, и верхней опорной плиты I. Ролики вращаются в обоймах с неметаллическими втулками 18, которые являются подшипниками для роликов. Вся подвижная система опоры (ролики с обоймами, верхняя опорная илиха) ири перемещениях направляется приваренными к боковым стенкам корпуса износостойкими накладками, изготовленными из стали 65Г. На поверхности качения роликов и опорных плит возникают высокие контактные напряжения, поэтому ролики изготавливают из стали 40Х и подвергают поверхностной на глубину 1,5—3 мм закалке. Опорные плиты предварительно цементируют, затем поверхность закаливают. [c.183]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...