(16)

где   - комплексный фактор;

         - математическое ожидание предела прочности из 196 экспериментов.

                По существующему стандарту ГОСТ 21354-87 для расчета зубчатых передач показатель кривой выносливости (рис. 1.6, а) по контактным напряжениям для левой ветви  , а для правой ветви -   и базовое число циклов  . Следует отметить, что по данным профессора Снесарева Г.А. показатель для правой ветви  , а  , чего подтверждает проф. Решетов Д.Н. Для шарикоподшипников   и роликоподшипников  , а базовое число циклов по мнению Снесарева Г.А.  .

                Пределы выносливости для материалов зубчатых передач по ГОСТу 21354-87 имеют более стабильное значение, поэтому показателя для левой ветви при расчете на изгибную выносливость можно определить по следующей  корреляционной формуле

              

где К=1,8…2 – для нормализованных и улучшенных колес;

      К=2,6…2,8 – для закаленных и цементованных колес.

                Для правой ветви показатель кривой выносливости Вёлера при изгибе

                

Здесь К=2,0…2,2 – для мягких зубчатых колес из-за образования дополнительной ступеньки;

            К=2,8…3,0 – для твердых зубчатых колес;

             - максимальное значение напряжения изгиба зубчатых колес при кратковременных перегрузках.

            Следует отметить, что при   можно считать правую ветвь горизонтальной и принимать  .

 

 

---

Режимы работы и расчетные нагрузки машин
               Достижения науки и техники уже на этапе проектирования зубчатых и червячных передач, валов, подшипников качения и других деталей позволяют учесть реальные режимы нагружения, что повышает надежность деталей и узлов общего назначения при одновременном уменьшении их габаритов и металлоемкости.

               Нагрузки на детали машин могут быть постоянными и переменными по времени. Однако даже постоянные нагрузки во вращающихся деталях (валах, зубчатых и червячных колесах и т.д.) вызывают переменные напряжения. В деталях, у работающих машин, постоянные нагрузки встречаются редко, только в покое от собственного веса. Тем не менее, отдельные детали могут работать со слабо изменяющимися напряжениями, которые при расчете принимают условно за постоянные.

               Нагрузки могут изменяться плавно или прикладываться мгновенно, так называемые динамические. Причины переменности нагрузок в машинах являются:

-неравномерность рабочего процесса двигателя;

-внутренняя динамика из-за неуравновешенности, а также погрешности изготовления детали и сборки узлов;

-неравномерность и переменность процесса рабочего органа машины (например, в строгальных, долбежных, протяжных станках, молотах и прессах, грузоподъемных машинах).

-переменность сил сопротивления и динамические воздействия при случайных перегрузках (универсальные металлорежущие токарные станки, резательные машины пищевых продуктов, специальные технологические машины, подверженные на выполнение различных операций с периодической настройкой). В общем случае переменными являются как амплитуды, так и средние значения нагрузок и напряжений.

               Расчеты на выносливость, долговечность деталей машин за планируемый срок службы необходимо выполнять с учетом режима нагрузки. К режимам постоянной нагрузки условно относят режимы с отклонениями до 10%. При этом за расчетную обычно принимают нагрузку, соответствующую номинальной мощности двигателя. Это приводит к излишним запасам, к утяжелению конструкции. Этот худший случай нагрузки принимают за расчетный для неопределенных режимов нагрузки. Например, для редукторов общего назначения, которые используются в самых различных условиях. Переменность режима нагружения вызывается непостоянством полезных нагрузок и инерцией самой механической системы.

---

                Двухпараметрическая или однопараметрическая схематизация позволяет свести повторно- непериодические напряжения к повторно- периодическим, изменяющимся по асимметричному знакопостоянному или знакопеременному симметричному циклу.

                              

                Рекомендуется 10 типовых и 36 эквивалентных режимов работы машин (рис. 9 и 10).

                Вообще тяжелый режим I характерен для машин горнорудной и металлургической промышленности с круглосуточной работой; режим II-средний равновероятный характерен для технологического оборудования при 2-х сменной работе, режим III-средний нормальный присущ технологическому оборудованию и транспортным машинам. При полной односменной работе режим IV-легкий присущ универсальным машинам при односменной работе типа металлообрабатывающих станков и мясо-резательных установок; режим V-особо легкий присущ редко используемым машинам.

                Большинство режимов работы современных машин можно свести к шести типовым режимам, представленным на графике рис. 9, в безразмерных координатах.

                По оси абцисс отложено отношение числа циклов N_i с крутящим моментом Т_i суммарному числу циклов перемены нагружений N_Σ  за весь период работы. По оси ординат отложено отношение крутящих моментов Т_і  к максимальному длительному моменту Т_max. Длительно действующими называют крутящие моменты в спектре нагрузки, суммарное число циклов действия которых Ν>5·10⁴ при расчете на изгибную выносливость и N>0,003 N_HG  при расчете на контактную выносливость, где N_HG=НВ^2,98- базовое число циклов при расчете на контактную выносливость.

                                                                                    

              Крутящие моменты Т_i  или нагрузки F_i, у которых за всё время работы N<5·10⁴ при расчете на изгибную выносливость и N<0,003N_HG  при расчете на контактную выносливость, считают кратковременно действующими и при расчете деталей на выносливость не учитывают, поэтому упорядоченные графики нагрузки получаются ступенчатыми. Более глубоко изучены грузоподъемные машины, обобщенные графики нагрузки на основе эксперимента приведены на рис.10.

---

              

                    

               Следует отметить, если по ГОСТу 21357-87 по вертикальной оси типового режима отложена отношение длительно действующего наибольшего момента -   к максимальному моменту -   с учетом коэффициента внешней динамики -   по циклограмме нагрузок, то международный стандарт ISO6336 предусматривает принятия отношения длительно действующего наибольшего момента -   к номинальному моменту -   с выделением  .

               Для грузоподъёмных машин режим I называется весьма тяжелым (класс нагружения В4), что характерно подъёмным машинам горнорудной промышленности и металлургического производства с круглосуточной работой; режим II-тяжелый, присущ подъёмным машинам массового производства (класс нагружения В3), режим III-средний, присущ подъёмным машинам при односменной работе (класс нагружения В2), режим V-лёгкий (класс нагружения В1), присущ универсальным грузоподъёмным машинам, редко работающие с номинальным грузом. Такие режимы работы ГПМ соответствует ГОСТу 25546-82, который выполнен на основе международного стандарта ISO 4301-80.

                Для машин непрерывного действия режим I- весьма тяжелый (класс использования В5); режим II- тяжелый (класс использования В4); режим III-средний (класс использования В3); режим ІV-легкий (класс использования В2); режим V-весьма легкий (класс использования В1).

                Классы нагружения отражают относительную нагрузку механизма в соответствии со спектром нагрузок и зависят от значения коэффициента нагружения

                                                 (17)

где    q- показатель кривой выносливости Вёлера;

          - показатель, характеризующий зависимость между нагрузкой и напряжением:

          =0,5 – при расчете на контактную выносливость зубчатых и червячных передач;

          =1/3 – при расчете на контактную прочность подшипников качения;

          =1 – при расчете на изгиб, растяжение- сжатие;

         t_ - суммарное время работы за планируемый срок службы в часах;

         F_i - нагрузка (сила, момент), действующая в течение времени t_i, за заданный срок службы; F_max – наибольшая нагрузка, определяемая с учетом всех факторов согласно ГОСТ 25835 –83.

               Следует заметить, что по ГОСТу 21354-87 коэффициент нагрузки называется коэффициентом эквивалентности по числу циклов нагружения и 

---

К_нагр=.

               Для конвейеров при определении тягового усилия методом обхода по контуру рассматривается период установившегося движения тягового органа с грузом, поэтому называется тяговый расчет в статике и коэффициент внешней динамики здесь не учитывается.

               Расчетная нагрузка при расчете на выносливость механических передач определяется по формуле:

               ,                                        (18)

здесь   К_А - коэффициент внешней динамики;

             Т₁-  номинальный максимально длительно действующий момент;

            К_Е- коэффициент приведения режима с переменной нагрузкой к постоянному эквивалентному по усталостному воздействию.

                Произведение (К_А·Т₁=Т_max) коэффициента внешней динамики наибольшему длительно действующему моменту, на основании вышеуказанного положения, профессор Снесарев Г.А. называет максимальным моментом].

               В зарубежной литературе эквивалентный момент по Винтеру Х. определяется по следующему выражению, так как К_А уже введен в расчетные формулы по определению контактной и изгибной выносливости:

                                                                (19)

                Расчетная нагрузка по Снесареву Г.Н. на выносливость имеет вид:

                                                            (20)

здесь Т_max=Т₁·К_А    и К_А в расчетные формулы не введены, а по зарубежным источникам данное выражение приобретает вид:

                                                              (21)

 

Определение коэффициента внешней динамики К_А
                При отсутствии данных непосредственных измерений или отраслевых рекомендаций по определению коэффициента внешней динамики – К_А рекомендуется использовать ориентировочные данные, приведенные в таблицах на основе стандарта ГОСТ 21354-87.

 

Таблица 7  Коэффициент внешней динамической нагрузки при расчетах на усталостную прочность – К_А

Режим нагружения двигателя	Режим нагружения ведомой машины
	равномерный	с малой неравномерностью	со средней неравномерностью	со значительной неравномерностью
Равномерный	1,00	1,25	1,50	1,75
С малой неравномерностью	1,10	1,35	1,60	1,85
Со средней неравномерностью	1,25	1,50	1,75	2 и выше
Со значительной неравномерностью	1,50	1,75	2,00	2,25 и выше

---

Смотрите также файлы

• Геологопоисковые работы на территории Коми асср.pptx

• Геймификация обучения образовательный.pptx

• Конспект для проведения занятия со слушателями Учебного пункта в группе профессиональной подготовки пожарный по дисциплине Экстренная психологическая помощь пострадавшим в чс.doc

• Методические указания к лабораторным работам д ля студентов направления 230700 Прикладная информатика.doc

• Направление подготовки 09. 03.docx