Шестерни являются основными компонентами в механических системах передачи, и их несущая способность напрямую определяет надежность и срок службы всей системы передачи. Несущая способность шестерен в основном включает два критических аспекта: прочность на контактную усталость поверхности зуба и прочность на изгибную усталость у основания зуба.

Общие режимы отказа шестерен

• Выкрашивание поверхности зуба: Отслаивание металла на поверхности, вызванное циклическим контактным напряжением.
• Задиры поверхности зуба: Адгезия металлических поверхностей из-за высокоскоростной работы и работы под большой нагрузкой.
• Износ поверхности зуба: Потеря материала на поверхности зуба в результате трения.
• Излом зуба: Вызван изгибной усталостью или перегрузкой.
• Пластическая деформация: Течение материала на поверхности зуба под большими нагрузками.

Основной проект и расчет несущей способности

1. Расчет прочности на контактную усталость поверхности зуба

• σH = Расчетное контактное напряжение (МПа)
• ZH = Коэффициент зоны узла, ZE = Коэффициент упругости материала, Zε = Коэффициент контактного отношения, Zβ = Коэффициент угла наклона
• Ft = Касательная сила на делительном круге торцевой поверхности (Н)
• b = Ширина зуба (мм), d1 = Диаметр делительного круга шестерни (мм), u = Передаточное отношение (u=z2/z1)
• σHP = Допустимое контактное напряжение (МПа), рассчитывается как σHP = σHlim·ZN·ZL·Zv·ZR·ZW·ZX/SHmin (σHlim = Предел контактной усталости испытательных шестерен; ZN = Коэффициент долговечности; ZL = Коэффициент смазки; Zv = Коэффициент скорости; ZR = Коэффициент шероховатости поверхности; ZW = Коэффициент упрочнения; ZX = Коэффициент размера; SHmin = Минимальный коэффициент безопасности)

2. Расчет прочности на изгибную усталость у основания зуба

• σF = Расчетное напряжение изгиба (МПа)
• mn = Нормальный модуль (мм)
• YF = Коэффициент профиля зуба, YS = Коэффициент коррекции напряжения, Yβ = Коэффициент угла наклона, YB = Коэффициент ширины зуба
• σFP = Допустимое напряжение изгиба (МПа), рассчитывается как σFP = σFlim·YN·YδrelT·YRrelT·YX/SFmin (σFlim = Предел изгибной усталости испытательных шестерен; YN = Коэффициент долговечности; YδrelT = Относительный коэффициент чувствительности к концентрации напряжений в корне зуба; YRrelT = Относительный коэффициент состояния поверхности; YX = Коэффициент размера; SFmin = Минимальный коэффициент безопасности)

Проверка несущей способности

• Проверка прочности на контактную усталость: Проверьте, что σH ≤ σHP, путем расчета ZH, определения ZE, вычисления Zε, учета Zβ, расчета Ft, подтверждения корректирующих коэффициентов и сравнения σH с σHP.
• Проверка прочности на изгибную усталость: Убедитесь, что σF ≤ σFP, путем определения YF, расчета YS, учета Yβ, вычисления YB, определения корректирующих коэффициентов и сравнения σF с σFP.
• Проверка специальных рабочих условий: Включает в себя проверку кратковременной перегрузки (с учетом максимальной мгновенной нагрузки), проверку ударной нагрузки (введение коэффициента динамической нагрузки), проверку высокотемпературных условий (с учетом изменений характеристик материала) и проверку низкоскоростной работы под большой нагрузкой (с акцентом на пластическую деформацию).

Время Pub : 2025-12-02 10:24:20 >> список новостей