IMG00060

60

Tabl. 5.2.4. Przybliżone wartości naprężeń krytycznych dotyczące obliczeń naprężeń dopuszczalnych

Rodzaj	Twardość zębów		Oh lim,	^Flim,	Y	Ohp max,	&FP max,
obróbki cieplnej	powierzchnia	rdzeń	MPa	MPa	^xg	MPa	MPa
Normalizowanie Ulepszanie	HB $350		2 HB+70	1,75 HB	li		0,8 Re
Hartowanie						2,8 Re
-    na wskroś -    powierzchniowe	HRC 38...52		17 HRC+200	460...580	0,90...1,00		0,6 Rm
	HRC 48...54	HRC 24...30		550...900		40 HRC
Nawęglanie Azotowanie	HRC 54...63	HRC 32...45	23 HRC	680...950	0,75...0,80
	HV 550...850	HRC 24 ..30	1050	12 HRC+290	-	3 HV

5.2.1. PRZYKŁAD OBLICZEŃ

Dobrać materiały, ich obróbkę cieplną i obliczyć naprężenia dopuszczalne dla zamkniętej przekładni zębatej o parametrach:

PARAMETRY ZADANE:

Częstotliwość obracania kół przekładni

n i= 1450 min¹. n₂=n,/u =1450/3,15 = 460,3 min¹. Przełożenie u = 3,15.

Liczba lat pracy n_L= 5,0; liczba zmian n_z = 2,0; Współczynniki wykorzystania napędu za rok, dobę k rok = 0,75; k_doba = 0,60.

Zmiana obciążenia w czasie (rys. 5.2.1)

r, /r, = 1,0;    t_t/L_h =0,6;    {T_k/T^ 1).

7',,/T, =0,8;    t „ /L„ =0,2;    ( S [t_k/L_b] =    1);

T_m/T, = 0,5;    t _m /L_h = 0,2.    (*=i,n,m)

Jest zmiana kierunku obracania.

Produkcja jednostkowa.

DOBIERA SIĘ:

1.    MATERIAŁY ZĘBNIKA I KOŁA ZĘBATEGO Dla jednostkowej produkcji kół zębatych dobieramy:

-    materiał zębnika - 55 PN-93/H-84019 (tabl. 5.2.3)

HB i = 270; R_m,= 680MPa; R_el=390MPa;

-    materiał koła zębatego - 40 PN-93/H-84019 (tabl. 5.2.3).

HB₂= 250; J?_m2= 580 MPa; R„=335MPa.

Obróbka cieplna - ulepszanie cieplne (tabl. 5.2.1, 5.2.2).

2.    DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA STYKOWE

2.1.    Podstawa próby zmęczeniowej (bazowa liczba cykli):

-    dla zębnika Nmi™ i = f (HB,)= 2210,⁶    ,    5 ₂ 3}

-    dla koła zębatego N_Him2= f(//fl₂) = 1810?

2.2.    Równoważna (ekwiwalentna) liczba cykli obciążenia N_Hat,=60 n,L_hc k_weq= 60 1450 13140 1-0,727 = 831 • lof N_Weq2 = 60n₂L_hc k_Hcq= 60-460T3140Ł0,727 = 263 10.⁶ Liczba godzin pracy przekładni

L_k=n_L 365 n_z 8 k_rokkdoba⁼

= 5 365-2-8-0,75-0,6= 13140 godz.

Liczba zazębień zęba w czasie jednego obrotu (ze schematu napędu) (rys. 5.2.6a) c=l.

Współczynnik uwzględniający zmianę obciążenia przekładni w czasie pracy (rys. 5.2.1)

k_HarmT_k/Tj^a-^sm\t_k/L_bj\ =

=E(1³ 0,6 + 0,8³ 0,2 + 0,5³ 0,2) = 0,727. Współczynnik kierunkowy nachylonego odcinka na wykresie Wóhlera m_H= 6.

2.3.    Współczynnik trwałości pracy

Z_N1 =    i/N_Hcq[ = ^22 10⁶/831 -10⁶’ = 0,55;

Zni=    = 7/18 -10V 263-10⁶ * = 0,64.

Dla    N«cql(2) Zn 1(2)⁼ 1,0.

2.4.    Naprężenia krytyczne przy bazowej liczbie cykli ff„i_ira 1 = f(77B,) =2 HB+70 = 2-270+80 = 620 MPa, o„ _{lim 2} = UHBj) =2 HB +70 = 2-250+80 = 580 MPa

2.5.    Dopuszczalne naprężenia stykowe    (tabl. 5.2.4).

<r„,= 0,9    , Z_N1/ S„, = 0,9 ■ 620/1,1 = 507 MPa,

(T„2= 0.9 cr„ 1™₂Z_n2/S_h2 = 0,9 580/1,1 = 475 MPa. Współczynnik bezpieczeństwa S_H = 1,1.

2.6.    Obliczeniowe dopuszczalne naprężenia stykowe &HP ⁼ 0//i(2)min⁼ 475 MPa.

3.    DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA NA ZGINANIE

3.1.    Podstawa próby zmęczeniowej N_flim= 4-10⁶ cykli.

3.2.    Równoważna (ekwiwalentna) liczba cykli obciążenia

N_f cq, = 60 n, L_h c k_F cq= 60 1450 13140 1 0,605 = 691 10f N_f eq2 = 60 n₂L_h c k_Fcq= 60-460 13140 1 0,605 = 219 10.⁶ Współczynnik uwzględniający zmianę obciążenia przekładni w czasie pracy (rys. 5.2.1)

KF^mn/Tj"¹' {t_k/L_h)]=

=E(l⁶-0,6 + 0,8 ⁶-0,2 + 0,5^Ć- 0,2) = 0,605.

3.3.    Współczynnik trwałości pracy

K«₁ = ^A/_Flinll/N_Feql' = T^/4-10⁶/691 10⁶'=0,47; Y_w2⁼^VN_Flinl2/A/_feq2 = i/4-10⁶/219 10⁶'=0.51-Dla    N_f eql(2) Yvl(2)~ L0.

Współczynnik kierunkowy nachylonego odcinka na wykresie Wóhlera m_F= 6.

3.4.    Naprężenia krytyczne

o> lim 1 = f {HB,) = 1,75HB, = 1,75 -270 = 472,5 MPa, o>_lim2 = f (KB₂) = 1,75HB₂ = 1,75-250 = 437,5 MPa.

3.5.    Dopuszczalne naprężenia na zginanie    (tabl. 5.2.4).

o_Fp 1= 0,4 o>u,,,, Ynx Y_a = 0,4-472,5 -1,0-0,75 = 142 MPa, CTff₂=0,4<7f ito Y_n2Y_a = 0,4-437,5-1,0-0,75 = 131 MPa. Y_a - współczynnik uwzględniający wpływ dwustronnego przykładania obciążenia na ząb. Dla przekładni ze zmianą kierunku obracania Ył = (0,7...0,8).

4.    GRANICZNE NAPRĘŻENIA DOPUSZCZALNE PRZY PRZECIĄŻENIACH

Dla naprężeń stykowych

(Jnpmax i = 2,8 Rej - 2,8-380 = 1064 MPa; ffwmax2= ²>⁸ Re₂ = 2,8335 = 938 MPa. Dla naprężeń gnących o_Fp_max i = 0,8 Re, = 0,8-390 = 312 MPa;

<Zfpmax2 = 0,8 Re₂ = 0,8 -335 = 268 MPa (tabl. 5.2.4).