страница - 28
зависимости от Ft, и момент Тх (Т2). Результирующая радиальная нагрузка на вал
F = V Fl + (FtCf
или
F = V 1 + /2 «
В передачах с пересекающимися осями (см. рис. 6.4, а) нормальная к контактной линии сила Fn определяется на основании соотношения (6.2):
FuCFtlf=2T{CI{fD{).
Силу Fn можно разложить на осевые составляющие Fa\ и Fa2, являющиеся одновременно радиальными силами для колес с обратными индексами 1 и 2:
Fai = Fn sin ai =
Fa2 = COS Щ =
2Г,С 2T{C
sinaf,
cosai.
Рис. 6.6. Передача клинчатыми катками
Нагрузки на ведущий вал (см. рис. 6.4, б): осевая сила Fau окружная сила Ft; радиальная сила Fa2\ вращающий момент Ti=FtDi/2.
Нагрузки, вызывающие изгиб вала: окружная сила Ft; радиальная сила Fa2 и сосредоточенный момент Mim= 1/2X XFalDL
Нагрузки на валы других видов фрикционных передач определяются аналогично.
6.4. Расчет фрикционных тел на контактную прочность
и КПД передач
При начальном касании по линии (тела качения — цилиндры, конусы, тела вращения с образующими по дугам окружностей одного радиуса) расчетные контактные напряжения определяют по формуле Герца:
он = 0,418 VF„E!(bp),(6.3)
где Fn — сила прижатия контактирующих тел; Е — так называемый приведенный модуль продольной упругости материалов фрикционных тел, имеющих модули продольной упругости Е{ и Е2, при этом E = 2E\E2l(E\-\-E2)\ Ь—длина контакта; 1/р — приведенная кривизна рабочих поверхностей контактирующих тел.
На рис. 6.7 приведены схемы различных видов контакта, для которых приведенная кривизна определяется следующим образом:
при касании цилиндра с плоскостью (рис. 6.7, а) 1/р=1//?ь при внешнем касании двух цилиндров (рис. 6.7, б) l/p=l/Ri + l/R2 (при внутреннем касании цилиндров 1/р= URi — W2); при внешнем касании конусов и торов (рис. 6.7, в, г) 1/р= l/pi + 1/р2; при внутреннем касании конусов (рис. 6.7, д) 1/р= 1/pi —1/р2. Для видов контакта, представленных на рис. 6.7, в...д, радиусы кривизны измеряются по нормали к линии контакта.
Рис. 6.7. К определению радиусов кривизны фрикционных тел
При начальном касании в точке (поверхности одного или обоих контактирующих тел имеют двоякую кривизну) контактные напряжения определяют по формуле
oH=mV FnE2/92.(6.4)
Здесь приведенная кривизна определяется в плоскости наиболее тесного касания (рис. 6.7, е) 1/р= 1/рг+1/р4; коэффициент т может быть определен из рис. 6.8 [17] в зависимости от отношения
А/В= 1 /Р» Н-1/
1 /Pi + 1/ Рз
где pi, р2— главные радиусы кривизны одного тела; р3, Р4 — то же, другого тела.
Для случая контакта шаров или шара с плоскостью т = 0,388.
Если в передаче одно из фрикционных тел неметаллическое или имеет неметаллическую накладку, оно должно подлежать расчету (применение формулы Герца для неметаллических материалов — условно). Если вариатор имеет промежуточное тело, оно обычно проверяется на контактную усталостную прочность, так как его
48 47 1 46
I 45 а 44 3 43
41 о
рабочая поверхность подвержена большему числу циклов нагру-жений, чем поверхности основных тел качения за все время работы вариатора.
Для обеспечения контактной усталостной прочности фрикционных тел необходимо выполнить условие он[он], где [он]— допускаемое контактное напряжение по критерию усталости рабочих
поверхностей. При линейном контакте стальных тел, работающих в масле, учитывая, что питтинго-образование не приводит к немедленному выходу передачи из строя, [он] можно принимать равным длительному пределу поверхностной выносливости о*дк в зависимости от твердости поверхностного слоя в единицах НВ или HRC3 по следующим данным
1 | .0 | ш | -4- | ||||||||
т | —г | ||||||||||
\ц06 ат го,ог | V | ||||||||||
\ | |||||||||||
Л | |||||||||||
N | |||||||||||
\ | V | ЯМ. | |||||||||
о | |||||||||||
\ | |||||||||||
т
среднеуглеродистых улучшенных
Рис. 6.8. График для определения сталей с одинаковой прочностью коэффициента тпо всему объему; адк « (22...26)
HRC3, МПа — для легированных сталей с поверхностной термообработкой до твердости 56...61 HRC3; сгдК = (1,5...1,8) НВ — для чугуна и пластмасс.
При точечном контакте значение адк можно принимать примерно в 1,5 раза выше. Допускаемые контактные напряжения могут быть назначены также на основе опыта эксплуатации тех типов фрикционных передач, которые по своим конструктивным показателям подобны рассчитываемым.
Допустимые нагрузки в передачах, работающих всухую, определяются на основании опытных данных исходя из ограничения их нагрева и изнашивания, поскольку при работе без смазывания выкрашивание появляется при более высоких напряжениях, чем с ним. По данным ЦНИИТМАШ, в торовых вариаторах допускаемые контактные напряжения при начальном контакте по линии и при малых скольжениях для стальных фрикционных тел, закаленных до твердости 61 HRC3 и более, [огя]<800 МПа. Для фрикционных пар текстолит — сталь [он] = 50...70 МПа, в отдельных случаях до 100 МПа.
Для упрощения инженерных расчетов формулы (6.3), (6.4) могут быть преобразованы применительно к различным видам фрикционных передач.
Для передачи с гладкими цилиндрическими катками (см. рис. 6.3, а) используются формула (6.3) и следующие зависимости:
£ =
2£j£2
1 1 1 2 / . Dl \CFt
;— = — + — = — 1 ±—; Fn = —,
Ех + Е2 р р, - р2 Dx \ D2 )f
где E\t F-i и Du D2 — соответственно модули упругости и диаметры фрикционных тел.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134]