Зміст:
1.1- Потужність передачі
1.2 - Крутний момент і передана потужність
1.3 - Сили, що діють на зуб
1.4- Початкове планування
2- Розрахунок опору зуба
2.1- Міцність на вигин
2.2- Втомна стійкість основи зуба
2.3 - Опір поверхневому зносу (піттинг)
РОЗВИТОК ЗМІСТУ
1. Вступ
1.1- Потужність передачі
На додаток до обмежень, накладених теплом, яке генерується в зубчастій передачі, яке, якщо не швидко розсіюється, може спричинити підвищення температури до рівня, який може пошкодити матеріали; o обмеження, накладені шумом, що виникає внаслідок удару між зубами, перш за все при високих швидкостях повороту або великих навантажувальних навантаженнях; Потужність передачі шестерні буде обмежена, в більшості випадків, одним із наступних факторів:
- Ємність опору вигину зуба;
- Обмеження для стомлювального зриву основи зуба;
- Знос або ямки на поверхні зуба.
Дійсно, за суто статичним критерієм зуб імітується до консольної балки або стержня, яка напружена силою на його кінці (передається йому зачепленим зубом). Це навантаження на кінчик зуба породжує зубове напруження при згинанні, яке досягає свого максимуму біля його основи або кореня. Тому необхідно буде провести перевірку міцності на вигин, щоб переконатися, що статичне напруження, досягнуте в основі зуба, не перевищує допустимого максимуму, тим самим запобігаючи його пластифікації. Але на додаток до цього суто статичного дослідження, необхідно буде зважити динамічні ефекти, які має на увазі шестерня передач, коли зуби перебувають у безперервному циклі навантаження та розвантаження та де дослідження відмови зубів через втому доведеться включати.
Другим критерієм, який обмежує пропускну здатність зубчастого приводу, є те, що називається руйнуванням втоми основи зуба. Дійсно, в області поверхні грані зуба, де відбувається контакт, передаються нормальні сили, які є силами стиснення. Це генерує вищі внутрішні напруження в основі зуба, вплив яких сягає глибини порядку порядку розміру зони контакту. Ці напруги, які є динамічними, тобто з’являються та зникають у міру того, як зуби сітчаться, вони в підсумку генерують мікротріщини всередині, які поступово будуть просуватися до тих пір, поки вони не вийдуть на поверхню. Як тільки ці тріщини досягають поверхні, вони дозволяють краплям масла від змащення редуктора проникати в зуб. Вже всередині цих крапель олії збільшується тиск кожного разу, коли зуб контактує, виробляючи динамічний ефект, який через втому поступово відриває поверхневий матеріал. З усіх факторів поверхнева втома, як правило, є визначальним критерієм і тим, який, як правило, зумовлює відмову внаслідок поломки зуба.
Нарешті, ще один фактор, який слід враховувати при калібруванні опору зуба, пов’язаний із зносом або ямами на його поверхні (піттинг). Дійсно, прямий контакт між поверхнями двох зубчастих зубів породжує пряме стирання внаслідок тертя однієї поверхні об іншу. Крім того, коли змащувальна плівка, яка оточує зуби, ламається під час контакту, відбувається те, що називається абразивним зносом. Це пов’язано з тим, що стискаюче навантаження на поверхню контакту між зубами підвищує температуру цієї ділянки, утворюючи мікрозварювальні шви, які можуть призвести до того, що один зуб перетягує частину матеріалу з іншого зуба, прискорюючи його знос. Цей ефект є більш важливим із збільшенням швидкості обертання шестерень.
1.2 - Крутний момент і передана потужність
Математичний вираз, що визначає потужність, що передається валом трансмісії, як функцію крутного моменту та його кутової швидкості обертання, є наступним:
P, потужність, що передається валом, в W (Вт);
Т, - пара сил, що розвивається, в Нм;
ω, - кутова швидкість, з якою обертається вал, в рад/с.
Попередній вираз є основним і дозволяє зрозуміти ефективність передавальної передачі.
Дійсно, припускаючи передачу з вхідним валом руху (Вісь 1) і вихідний вал (Вісь 2), і що вхідна потужність (P1) і вихід (P2) рівні, як втрати, які можуть виникнути при передачі (урожайність = 1), буде виконано наступне:
Оскільки обидві повноваження рівні, необхідно:
P1 = P2, Або те саме:
Рисунок 1. Редуктор і множник передач
Таким чином, при використанні редуктора (rt = ω2/ω1 з rt T1).
І навпаки, у множнику передачі (rt = ω2/ω1 з rt> 1), де швидкість обертання вихідного вала більша за вхідний вал (ω2> ω1), є пара сил на виході передачі (Т2) менше крутного моменту, що розвивається вхідним валом (Т2