Str060 (7)

60

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

Rodzaj	Twardość zębów		Ońlim,	Q~Flim f	Yp	OflP max,	t?FP max,
obróbki cieplnej	powierzchnia	rdzeń	MPa	MPa		MPa	MPa
Normalizowanie Ulepszanie	HB ^ 350		2 HB+70	1,75 HB	i,i		0,8 Re
Hartowanie						2,8 Re
- na wskroś	HRC 38...52		17 HRC+200	460...580	0,90... 1,00		0,6 Rm
- powierzchniowe	HRC 48...54	HRC 24...30		550...900		40 HRC
Nawęglanie	HRC 54...Ó3	HRC 32...45	23 HRC	680...950	0,75...0,80
Azotowanie	HV 550...850	HRC 24...30	1050	12 HRC+290	-	3 HV

5.2.1. PRZYKŁAD OBLICZEŃ

(tabl. 5.2.4).

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

PARAMETRY ZADANE:

Częstotliwość obracania kół przekładni

n,= 1450 min¹. n₂=ii|/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; ^doba = 0,60.

Zmiana obciążenia w czasie (rys. 5.2.1)

7’,/r, =1,0;    t, /L_t    = 0,6;    (T_t/T^ 1).

T„/r, = 0,8;    t „ /L_h    = 0,2;    (E [t_k/L_b] =    1);

r_m/r, = 0,5;    t_m/L„    = 0,2.    (i-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, = 270; R_mi = 680MPa; R_c,= 390MPa;

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

HB₂= 250; R_mi⁼ 580 MPa; R„=335 MPa.

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

2.3.    Współczynnik trwałości pracy

Z_N1 = ^?£/N„,_inll/iV_i,_eql^, = ^22 10¹/831 10¹' = 0,55; Z_N2=^N_{Hlim 2}/N_Hcq2 = n/18-10¹/263 -10¹ ’ = 0,64. Dla N„|i_n,₁(₂)<iV_Wc<ii(2) -^am(2)⁼ 1.0-

2.4.    Naprężenia krytyczne przy bazowej liczbie cykli tTaiim 1 = f(HB 1) = 2HB +70 = 2-270+80 = 620 MPa, o-„ iim ₂ = f (HB₂) =2 HB +70 = 2-250+80 = 580 MPa

2.5. Dopuszczalne naprężenia stykowe

Oj,,= 0,9 Oj, um 1 Z_Nl/ S_ul = 0,9 • 620/1,1 = 507 MPa,

Oj,₂= 0,9 Oj, Hm 2 Z„2/S_H2~ 0,9 -580/1,1 = 475 MPa. Współczynnik bezpieczeństwa S_H= 1,1.

2.6. Obliczeniowe dopuszczalne naprężenia stykowe O;:? — Oj, [,₂) min =475 MPa.

3.    DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA NA ZGINANIE

3.1.    Podstawa próby zmęczeniowej N,_lim=4-10 cykli.

3.2.    Równoważna (ekwiwalentna) liczba cykli obciążenia

N_F cą] = 60 n,L_hc k_F cq= 60-1450-13140T0,605 = 691-10? N_f = 60 n₂L_h c k_r «,= 60 460 13140 1-0,605 = 219 10.¹ Współczynnik uwzględniający zmianę obciążenia przekładni w czasie pracy (rys. 5.2.1)

K_F«_rn(T_k/T_l)^mr (t_k/L_h)\ =

=E(1¹0,6 + 0,8 ¹-0,2 + 0,5¹-0,2) = 0,605.

3.3.    Współczynnik trwałości pracy

Y_Ni = ^lN_Flim/N_Fail = ^4 -10 ¹/691 10¹' = 0,47;

Y_N2=⁵£/N_flim2/N_feq2^, = ^4-loV219-10¹'=0,51.

Dla Np Iinn(₂) ^ N_f eqi(₂) F_N|₍2)=1,0.

Współczynnik kierunkowy nachylonego odcinka na wykresie Wóhlera m_F= 6.

3.4.    Naprężenia krytyczne

o_F iim i = f (HB,) = 1,75HB i = 1,75 -270 = 472,5 MPa, o> lim ₂ = f (HBi) = 1,75HB 2 = 1,75-250 = 437,5 MPa.

3.5.    Dopuszczalne naprężenia na zginanie    (*^1. 5.2.4).

a_FP,=0,4o-_f iim, Y„, Y_a = 0,4-472,5-1,0-0,75 = 142 MPa, o_fp2=0Ao_f limj 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 Y_a = (0,7...0,8).

4.    GRANICZNE NAPRĘŻENIA DOPUSZCZALNE PRZY PRZECIĄŻENIACH

Dla naprężeń stykowych

Offrmiui 1 = 2,8 Re, = 2,8-380 = 1064 MPa; Ohp max 2= 2,8 Re₂ = 2,8 -335 = 938 MPa. Dla naprężeń gnących o_Fp_max l = 0,8 Re, = 0,8-390 = 312 MPa;

a_Fpmax 2 = 0,8 Re₂ — 0,8 -335 = 268 MPa (tabl. 5.2.4).

1

JV_Hcq2 = 60 n₂L_h c k_Hcą= 60 -460 13140T0,727 = 263 10¹ Liczba godzin pracy przekładni L_b=n, 365 tl_z 8 1 rok Idoba

= 5-365 -2-80,75-0,6 = 13140 godz.

Liczba zazębień zęba w czasie jednego obrotu (ze schematu napędu) (rys. 5.2.6a) c = 1.

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

k_HCĄ=T,{(T_k/T_xf^Sm"(t_k/L_h)] =

=S(l^{2 3 4 5}-0,6 + 0,8³- 0,2 + 0,5³- 0,2) = 0,727. Współczynnik kierunkowy nachylonego odcinka na wykresie Wóhlera m„ = 6.

2

   DOPUSZCZALNE NAPRĘŻENIA STYKOWE

3

2.1.    Podstawa próby zmęczeniowej (bazowa liczba cykli):

-dlazębnika    Nwumi = f(HB,) = 2210,¹ ^ _g 523)

4

- dla koła zębatego Nh i,_m 2 = f (HB ₂) = 18 • 10.¹

5

2.2.    Równoważna (ekwiwalentna) liczba cykli obciążenia

N„ «,, = 60 n, L₄ c    *,= 60 ■ 1450 13140-1-0,727 = 831 • 10?