Основной причиной выхода из строя зубчатых колес является повреждение активных поверхностей зубьев в результате развития усталостного выкрашивания. В расчетах прочности вводят ограничения по контактным напряжениям, допустимые величины которых определяются на основании механических свойств материалов зубчатых колес.
Традиционными материалами, применяемыми для изготовления зубчатых колес являются конструкционные углеродистые и легированные стали. В технологическом процессе изготовления зубчатых колес и валов предполагается термическая обработка заготовок, которая изменяет механические свойства их материалов, в частности, твердости поверхности НВ или HRC. Так при нормализации ("Н") или улучшении ("У") твердость заготовки не превышает НВ 350, а при закалке "З" и цементации "Ц" или азотировании поверхности достигается большая твердость НВ> 350 (HRC 56 –63). При твердости НВ<350 с целью улучшения условий контактной прочности принимают материал для шестерни на 10 –30 единиц выше, чем для колеса.
В процессе термической обработки механические свойства материалов, как правило, неравномерны по толщине заготовки и по этой причине для детали в целом они определяются диаметром ее заготовки.
По марке материала шестерни, приведенной в задании, выбираем для шестерни сталь 45 с термообработкой улучшением НВ 240, а для колеса тоже сталь 45 с термообработкой нормализацией НВ 215.
Примем предварительно: для шестерни диаметр заготовки до 100 мм, а для колеса до 400 мм. При этом имеем:
-для материала шестерни: предел текучести =440 МПа, предел прочности
=780 МПа;
-для материала колеса: предел текучести =280 МПа, предел прочности
=550 МПа.
Рассчитаем допускаемые контактные напряжения для материала шестерни и колеса. Для чего по заданной долговечности t=30 000 час. определяем число рабочих циклов:
-шестерни 60
960
30000=1,72
109;
-колеса 60
480
30000=0,86
109;
При > 10 7 принимаем коэффициент долговечности
=1
Коэффициент безопасности для колес из нормализованной и улучшенной стали, а также при закалке принимают
=1,1 – 1,2.
Примем =1,15.
Допускаемые контактные напряжения для материалов зубчатой передачи определяются по формуле
,
где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов. Принимаем при НВ£350 НВ
= 2 НВ +70, тогда:
-для шестерни = 550 МПа;
478,3 МПа;
-для колеса = 500 МПа.
434,8 МПа;
Другое по теме:
Эксплуатационная база механизированной дистанции
Эксплуатационная база механизированной дистанции – это комплекс зданий и
сооружений с оборудованием, приспособлениями, приборами и инструментами,
предназначенными для технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования
погрузочно – разгрузочных машин, а также подготовки их ис ...
Железнодорожная сеть Амурской области
Транспорт важнейшая сфера
общественного производства. В системе единого народнохозяйственного комплекса
страны транспорт занимает особое место. Он является одной из отраслей,
формирующих инфраструктуру народного хозяйства. Транспорт служит материальной
основой разделения труда в обществе ...
Расчет четырехосного вагона-цистерны для перевозки сжиженных газов
Проведены расчеты по выбору основных технико-экономических параметров
грузового вагона, а именно по определению грузоподъемности, линейных размеров
вагона; вписыванию вагона в габарит; нагрузкам, действующим на вагон и его
части; по устойчивости колесной пары против схода с рельса; оси ко ...