DSCN0567

170 5. Obliczenia wytrzymałościowe projektowe i sprawdzające

Można też sprawdzać współczynnik bezpieczeństwa ze względu na złamanie:

S_F m Z lik    (5.31)

p

gdzie S_F jest obliczeniowym współczynnikiem bezpieczeństwa, a S_F min — wymaganym współczynnikiem bezpieczeństwa, przyjmowanym zwykle w granicach 1,3 ■5-2,5.

Trwałość kół ze względu na złamanie zmęczeniowe zębów można też sprawdzać przęz porównanie osiągalnej obliczeniowej liczby cykli zmian naprężeń N_FL z wymaganą liczbą cykli zmian naprężeń N_FK, odpowiadającą wymaganej trwałości czasowej:

N_FŁ>N_FK.    (5.32)

W przypadku występowania w okresie pracy przekładni sporadycznie dużych przeciążeń należałoby uwzględnić dodatkowo wytrzymałość zmęczeniową niskocy-klową, jednak brak tutaj w zastosowaniu do kół zębatych odpowiednich wzorów operacyjnych. Te sporadyczne możliwe naprężenia maksymalne będziemy więc sprawdzać ze względu na złamanie doraźne zębów i odkształcenia trwałe, w-podstawie zęba. Takie uproszczone obliczenia nazwiemy umownie sprawdzaniem wytrzymałości gnącej statycznej i zapiszemy wzorem:

°F mai ^ °FFmt’    (5.33)

Warunek wymaganej wytrzymałości statycznej można ująć leż za pomocą umownego współczynnika bezpieczeństwa:

(5.34)

*Fm»«

gdzie ■o_Fmn jest maksymalnym miejscowym naprężeniem gnącym w podstawie zęba, na powierzchni przejściowej, a a_FFmax — dopuszczalnym miejscowym naprężeniem gnącym w podstawie zęba, nie. powodującym odkształcenia trwałego ani . złomu statycznego.    -o

Niebezpieczeństwo złamania zębów jest zjawiskiem stochastycznym, zależnym •: od szeregu parametrów zmiennych losowo. Ujmując je w kategoriach statysty-1 cznych, można wyznaczyć jedynie prawdopodobieństwo określonej trwałości oraz \ bezawaryjnej pracy, i porównać z' prawdopodobieństwem wymaganym:

(S-3 5)1

P_f(N_L>N_K)ZP_Fm iB

oraz

11 cyklach* Pfsi t®

Pfu^FSi tF ^aFmmd W P.FSlmin*

gdzie P_f jest prawdopodobieństwem, że osiągalna trwałość liczona w zmian obciążeń N_L będzie równa lub większa od wymaganej N_K, a

5.3. Obliczenia sprawdzające. Zasady ogólne

prawdopodobieństwem, że wytrzymałość statyczna zębów będzie równa lub większa od największych naprężeń gnących w podstawie zęba.

Do przeprowadzenia obliczeń szczegółowych według wzorów (5.30)-(5.36) potrzebne są informacje o rozkładach statystycznych obciążeń eksploatacyjnych oraz o wpływie różnych parametrów ruchowych i konstrukcyjnych na naprężenia oraz na wytrzymałość zmęczeniową zębów na zginanie. Jeśli brak takich informacji dla konkretnych szczegółowych zastosowań, to sprawdzanie przeprowadza się metodą ogólną, uproszczoną, przedstawioną w pkt. 5.4.

533. Zasady sprawdzania zębów na zatarcie

O zagrożeniu zatarcia uzębień decyduje głównie lokalny udar temperatury (Blitztemperatur, flash temperaturę, mgnowiennaja tiempieratura), który powstaje w wyniku jednostkowej pracy tarcia zębów ppv„ uzależnionej od nacisku między-zębnego p, współczynnika tarcia p i prędkości poślizgu u,. Istnieje wiele metod sprawdzania zębów na zatarcie, które opierają sięgną kryterium temperaturowym bądź na jednostkowej pracy tarcia lub na grubości, filmu olejowego, a wyniki w poszczególnych przypadkach mogą się znacznie różnić, gdyż zagadnienie to nie zostało jeszcze zadowalająco rozwiązane.

Najbardziej przekonujące i uzasadnione jest k yterium temperaturowe. Nie wnikając w szczegóły różnych metod, przedstawiamy tutaj zasadę obliczeń sprawdzających opartą na krytycznej temperaturze zatarcia. Według tego kryterium wprowadzonego i rozwiniętego przez Bloka [N32] chwilowa temperatura styku zębów nie może być wyższa od temperatury dopuszczalnej ze względu na zatarcie dla danego zestawu materiałów i oleju. Warunek ten zapiszemy wzorem:

(5.37)

gdzie «9j9 jest chwilową temperaturą szczytową obliczeniową, d_M - temperaturą przeciętną zęba (masy zęba), 3_n — migawkowym przyrostem temperatury styku (rys. 5.36), a S_Bł> — temperaturą dopuszczalną ze względu na zatarcie.

Sprawdzenie na zatarcie można przeprowadzić też przez obliczenie umownego współczynnika bezpieczeństwa ze względu na temperaturę styku: •

(5.38)

gdzie S_B jest obliczonym, a S_Bmia wymaganym współczynnikiem bezpieczeństwa ze względu na kryterium temperaturowe; 9$ — temperaturą zatarcia wyznaczoną eksperymentalnie dla różnych olejów i materiałów pary ciernej • ®<>a — temperaturą oleju przed strefą styku zębów; S_Bmju — maksymalną obliczeniową temperaturą w styku zębów (szczytową).

Należy zaznaczyć, że jeśli zjawisko uszkodzenia zmęczeniowego rozwija się i narasta w czasie eksploatacji w miarę powiększania się liczby cykli zmian naprę-