DSCN0596

228 5, Obliczeniu wytrzymałościowe projektowe i sprawdzające

228 5, Obliczeniu wytrzymałościowe projektowe i sprawdzające

(5.143)

_c    Yn

bS —

Schematy blokowe algorytmów obliczeń sprawdzających na naprężenia gnące zmęczeniowe i statyczne przedstawiono na rys. 5.34 i 5.35.

5.5. Sprawdzanie kół zębatych na zatarcie

. Metodę obliczeń sprawdzających ze względu na zatarcie zębów przyjmiemy za projektem normy ISO [N32]. Obliczenia prowadzi się na podstawie kryteriów Bloka, a mianowicie:

—    kryterium temperatury chwilowej maksymalnej (flash temperaturę), którą w dalszym ciągu będziemy nazywali temperaturą migawkową;

-    kryterium temperatury średniej scałkowanej (integral temperaturę).

Temperatura kryterialna obliczona dla miejsca chwilowego styku współpracujących zębów musi być niższa od temperatury zatarcia, wyznaczonej doświadczalnie na kolach próbnych, dla określonego zestawu materiałów i oleju.

5.5.1 Kryterium temperatury migawkowej

Pracę tarcia zazębienia potraktujemy jako źródło ciepła przemieszczające się szybko po powierzchni zębów, co powoduje migawkowy przyrost temperatury w chwilowym punkcie przyporu. Przyrosty i zmiana temperatury po wysokości zęba zależy głównie od chwilowych wartości pracy tarcia, zmieniających się na odcinku przyporu. Na rysunku 5.36 przedstawiono zmianę temperatury powierzchni zęba w zależności od położenia punktu styku zębów na odcinku zazębienia. Warunek, że temperatura powierzchni zębów w każdym chwilowym punkcie przyporu powinna być niższa od temperatury dopuszczalnej styku, zapisaliśmy wzorem:

9_B = 9M + 9nś9_Bl..    (5.144)

Jest to powtórzenie wzoru (5.37), przy którym podano objaśnienia użytych symboli.

B C 0

Rys. S.36. Ilustracja zmiany temperatury powierzchni zębów 9, w poszczególnych punktach przyporu [N32]

Do wzoru (5.144) należy przyjmować temperaturę masy zęba 3_M wyznaczoną według sposobu A lub B (jest też sposób C stosowany w kryterium temperatury scałkowanej).

W metodzie A wyznacza się temperaturę masy zęba d_M._A doświadczalnie przez pomiar lub oblicza się teoretycznie na podstawie dokładnej analizy mocy tarcia i ruchu ciepła.

W metodzie B oblicza się przybliżoną wartość, zakładając, że temperatura j masy zęba równa jest sumie temperatury oleju i dodatkowej wartości, zależnej I głównie od migawkowych przyrostów temperatury:

I

9M.B = ^(9<H.+0.479_flnM,),    (5.145)

gdzie 9_oi| jest temperaturą oleju tuż przed strefą zazębienia (może być wyznaczona doświadczalnie), 9_nnUł — maksymalnym przyrostem temperatury migawkowej na odcinku przyporu, obliczanym wzorem (5.146) jako wartość maksymalna dla 3_n; X_s — współczynnikiem uwzględniającym wpływ smarowania, w tym np. lepsze odprowadzenie ciepła przy smarowaniu zanurzeniowym niż przy natryskowym; na podstawie doświadczenia można przyjmować:

X_s = 1,0 przy smarowaniu zanurzeniowym,

X_s = 1,2 przy smarowaniu natryskowym.

W przypadku kilku zazębień na jednym wieńcu, np. w przekładniach planetarnych, należy spodziewać się wyższych temperatur niżby to wynikało z wzoru (5.145).

Migawkowy przyrost temperatury styku zębów zależy od migawkowych porcji ciepła tarcia w .kolejnych punktach przyporu. Zależy to przede wszystkim od wartości nacisku; poślizgu zębów , i współczynnika tarcia. Operacyjny wzór ma następującą postać:

I

| /w X_BX_tfiX_r -^3-.    (5.146)

gdzie poszczególne symbole oznaczają: 9_n — migawkowy przyrost temperatury (w °C lub K), w_Bl — obciążenie jednostkowe obliczeniowe (w N/mm), v - prędkość obwodową kół (w m/s), a — odległość osi kół (w mm). n_mr - lokalny współczynnik tarcia (umowny)', X_M — współczynnik materiałowy,- X_B — współczynnik geometryczny, X_af — współczynnik kąta przyporu, aX_r- współczynnik rozkładu obciążenia na pary zębów w przyporze.

Obliczeniowe obciążenie jednostkowe, tzn. obciążenie od siły obwodowej F, przypadające na jednostkę szerokości zazębienia b, z uwzględnieniem dodatkowych wpływów ze względu na zatarcie, wyznaczymy z następującego wzoru: