мой проект 10 (Документ Microsoft Office Word)

Посмотреть архив целиком

Дополнительное задание.

Исследование профиля зуба на прочность при нагружении в зависимости коэффициента от смещения

Зуб рассматривается как консольная балка с нагрузкой, распределенной по линии контакта зубьев. Силы трения малы и их не учитывают. Нагрузку заменяют результирующей силой, касательной к окружности.

В процессе зацепления контактная линия перемещается по высоте профиля зуба. Полная нагрузка F действует только в зоне однорядного зацепления. В расчетах принимаем, что полная нагрузка приложена к вершине зуба. Такой случай возможен из-за ошибок изготовления или когда коэффициент перекрытия близок к единице (≈1.2). На рис.2 результирующая сила, приложенная к вершине, переноситься на ось зуба и раскладывается на окружную(FT) и радиальную(FR).

(вызывает сжатие)

Материал работает на сжатие лучше, чем на растяжение. Применяя принцип суперпозиции, находим результирующие напряжения в опасном сечении зуба S, суммирую напряжения от изгиба и сжатия. На стороне сжатия волокон зуба результирующие напряжения больше, чем на стороне растяжения.

Эксперименты показывают, что образование трещин усталости начинается на стороне растяжения.

Результирующее напряжение:

Принимаем наши значения равными единице: FT=1,tgα=1,b=1,h=1, тогда

Даже грубо приблизив формулу к данной, мы сможем увидеть как на зуб влияют нагрузки.

, где X1,X2,X3 – коэффициенты смещения.

Sa1,Sa2,Sa3 – толщины зубьев по дугам окружностей вершин

S1,S2,S3 – толщины зубьев по дугам делительных окружностей

Рассмотрим графики распределение нагрузки в зависимости от толщины зуба (3 случая в зависимости от выбора коэффициент смещения).

  1. Коэффициент смещения – Х1

Sa1– толщина зуба по дуге окружности вершины

S1 - толщина зуба по дуге делительной окружности

В точках B1-D1 подрез = 40 % от толщины зуба по делительной окружности. Максимальное напряжение возникает в точке А1, однако 40 % подреза – достаточно большое значение. Учтем то, что нагрузка в точке А1 плавно идет на уменьшение, в зоне подреза происходит резкий скачок, что не желательно скажется на ножке зуба. Сделаем предположение, что наибольшая вероятность разрушения зуба будет именно в этой зоне (В1-D1). Такой вариант нам не подходит. Рассмотрим 2-й коэффициент смещения Х2.

  1. Коэффициент смещения – Х2

Sa2– толщина зуба по дуге окружности вершины

S1 - толщина зуба по дуге делительной окружности



Сравнивая данный график с предыдущим, видно, что напряжение при подрезе становится меньше, т.к. увеличивается толщина зуба по дуге делительной окружности. Заострение же наоборот увеличивается, а следовательно и напряжение в точке А1 соответственно тоже повышается. Увеличение напряжений в зоне заострения зуба ведет к постепенному разрушение зуба. Этот вариант более оптимальный, чем 1-й.







  1. Коэффициент смещения – Х3

Sa3– толщина зуба по дуге окружности вершины

S3 - толщина зуба по дуге делительной окружности



Наибольшие опасные напряжения возникают в зоне заострения, очень большая вероятность поломки зуба в зоне А3-В3. Подрез небольшой(5%). Не желательно применять такой коэффициент смещения.











Конечный график.

Вывод: Чтобы подрезания не происходило, на конструкцию колеса накладываются геометрические ограничения, из которых определяется минимальное число зубьев, при котором они не будут подрезаны. Для стандартного инструмента это число равняется 17. Также подрезания можно избежать, применив способ изготовления зубчатых колёс, отличный от способа обкатки. Однако и в этом случае условия минимального числа зубьев нужно обязательно соблюдать, иначе впадины между зубьями меньшего колеса получатся столь тесными, что зубьям большего колеса изготовленной передачи будет недостаточно места для их движения и передача заклинится. Для уменьшения габаритных размеров зубчатых передач колёса следует проектировать с малым числом зубьев. Поэтому при числе зубьев меньше 17, чтобы не происходило подрезания, колёса должны быть изготовлены со смещением инструмента — увеличением расстояния между инструментом и заготовкой. При увеличении смещения инструмента толщина зуба будет уменьшаться. Это приводит к заострению зубьев. Опасность заострения особенно велика у колёс с малым числом зубьев (менее 17). Для предотвращения скалывания вершины заострённого зуба смещение инструмента ограничивают сверху. Мы рассмотрели 3 варианта выбора коэффициента смещения и показали, распределение нагрузки на профиле зуба. Наиболее оптимальным вариантом можно считать 2. На графике мы увидели, в отличие от 1-го варианта там не такой большой подрез, в отличие от 3-го не такое большое заострение.

Значения коэффициентов Х должны быть такими, чтобы предотвратить подрезание и заострение. Обеспечение отсутствия подрезания и заострения зубьев дает те безусловные пределы, внутри которых могут быть выбраны расчетные коэффициенты смещения. Отсутствие подрезания обеспечивает минимальным, а отсутствие заострения – максимальным коэффициентом смещения.






Случайные файлы

Файл
103423.rtf
2301-1.rtf
152952.rtf
132673.rtf
116439.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.