Контактную усталость

В расчетах на контактную выносливость переменность режима нагружений учитывают при определении коэффициента долговечности ZN : вместо назначенного ресурса Nk подставляют эквивалентное число циклов NHE :

г) увеличить контактную выносливость зубьев. Из уравнения

6.7.6. Проектировочный и проверочный расчеты конических зубчатых передач на контактную выносливость

Расчеты зубчатых колес планетарных передач на прочность принципиально не отличаются от рекомендуемых ГОСТ 21354 — 75 и выполняются в виде проектировочных и проверочных. Размеры зубчатых колес планетарных передач определяют в большинстве случаев из расчета на контактную выносливость активных поверхностей зубьев и значительно реже из расчета зубьев на изгиб или заданную долговечность подшипников качения сателлитов.

При проектировочном расчете на контактную выносливость поверхностей зубьев определяется начальный диаметр меньшего центрального колеса (шестерни)

Двустороннее приложение нагрузки в колесе g при расчете на контактную выносливость не учитывается, так как работают разные стороны зуба. При расчете на изгиб двустороннее приложение нагрузки учитывается при определении допускаемого напряжения введением коэффициента Крс = 0,70...0,75.

Проверочный расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев можно проводить по формуле

Расчеты на изгиб обычно ведут в форме проверочных, так как необходимые данные оказываются известными после проектировочного расчета на контактную выносливость активных ло-верхностей зубьев.

Проектировочный расчет на контактную выносливость активных поверхностей

Расчет на контактную выносливость

Расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев

Так, контактную усталость можно наблюдать в тнжелопагружеппых зубчатых и черпячных передачах, подшипниках качения, рельсах и бандажах подвижного состава железнодорожного транспорта и т. д.

Для испытания на контактную усталость применяют трсхроликовые двухкон-тактпые машины, в которых испытуемый образец обкатывается под давлением между двумя валами (роликами), а также машины, в которых плоская поверхность подвергается контактному нагружению при обкатке шарами. Контактная выносливость характеризуется ограниченным пределом усталостного выкрашивания о„, т. е. максимальным нормальным напряжением цикла <Тшх> при котором не наблюдается разрушения поверхностных слоев испытуемого металла при данной базе испытания. Предел контактной выносливости определяется на базе 5>107—2'108 циклов (в зависимости от материала). За критерий разрушения принимают начало прогрессирующего выкрашивания, которое может привести к выкрашиванию по всей поверхности. Минимальный размер выкрашивания должен превышать половину малой полуоси контактной площади (D ~2> 0,56). По результатам испытания строят кривую контактной усталости.

Расчет на контактную усталость рабочих поверхностей зубьев*

Формула (3.124) является основной для определения т прямозубых передач, рассчитываемых на контактную усталость.

Шевронные передачи. Расчет шевронных передач на контактную усталость выполняют по формулам для расчета косозубых передач. Нормальный модуль определяют по формуле

Расчет на контактную усталость рабочих поверхностей зубьев конической передачи выполняют по аналогии с прямозубой цилиндрической передачей [см. формулу (3.118)1, но для расчетов конические колеса заменяют эквивалентными цилиндрическими

1) расчеты на прочность активных поверхностей зубьев включают расчет на контактную усталость — для предотвращения усталостного выкрашивания и расчет на контактную прочность при действии максимальной нагрузки — для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя;

где ая — допускаемое напряжение на контактную усталость.

Самыми ранними исследованиями циклической прочности металлических материалов, известными из литературы, были опыты В,А. Альберта (Германия, 1829 г.), в которых он подвергал циклическому изгибу звенья цепей для рудничных подъемников на сконструированной им машине. На рис. 1 представлена схема первой испытательной машины на контактную усталость, которую использовал В.А. Альберт в своих экспериментах. Термин «усталость» был введен в 1839 г. французским ученым Ж.-В. Попселе, который обнаружил снижение прочности стальных конструкций при воздействии циклических напряжений.

Так, в закрытых передачах, работающих с обильной смазкой, основным видом повреждения является усталостное выкрашивание (питтинг) рабочих поверхностей от контактных напряжений, поэтому закрытые передачи рассчитываются на контактную усталость и проверяются на изгиб.

13. Выполняем проверочный расчет передачи на контактную усталость рабочих поверхностей зубьев (формула (7,7)) с учетом числового коэффициента 8,5' 10 -