Расчёт параметров узла трения

Сибирский государственный университет  путей сообщения 

Кафедра «Технология транспортного  машиностроения и эксплуатация машин»

 

 

РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ УЗЛА ТРЕНИЯ

 

Лабораторные работы по дисциплине

«Физика отказов»

 

 

Пояснительная записка

ФО.МА311.03.00.00.00 ПЗ

 

Руководитель Разработал

профессор студент гр. МА-311

                      Глушков С.П.                                          Духанин Д.В.   

(подпись)  (подпись)

(дата проверки)                     (дата сдачи на проверку)

 

Краткая рецензия:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

(запись о допуске к защите)                                                         (оценка, подписи преподавателей)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г Новосибирск 2012г

 

СОДЕРЖАНИЕ

1 Сравнительный анализ материалов пары трения……………………………3

2 Расчёт гидростатического подшипника……………………………………...5

3 Расчёт износостойкости зубчатого  зацепления……………………………...7

Список использованных источников………………………………………….10

 

 

1 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ  МАТЕРИАЛОВ ПАРЫ ТРЕНИЯ [1]

Исходные данные: обработка – точением; материал – Ст50 ; радиус закругления вершин неровностей r = 160 мкм; смазка – есть.

Точение:

Критическое давление, соответствующее  переходу от упругого деформирования к пластичному P_кр , МПа:

nn

где b и n - коэффициенты по И. В. Крагельскому; b = 2; n = 2; s_m – предел текучести материала на разрыв, МПа; s_m = 1000 МПа; Е – модуль упругости, МПа; Е = 2 × 10⁶ МПа; R_z – радиус, внедрившийся неровности, мкм; R_z = 60 мкм. 

Контурное давление, соответствующее  переходу от пластического оттеснения к резанию р_l , ГПа:

n

где М – коэффициент, равный отношению глубины внедрения к радиусу, внедрившийся неровности ; М = 0,3; С - коэффициент, учитывающий изменение напряжения упрочнённого тела; С = 3.

 

Шлифование:

R_z – радиус, внедрившийся неровности, мкм; R_z = 20 мкм.

 

Контурное давление, соответствующее  переходу от пластического оттеснения к резанию р₂ , ГПа:

 

Выводы:

1) Для полированной несмазанной поверхности при взятом соотношении между радиусом и высотой неровностей исключается переход от пластического оттеснения к резанию;

2) Критическое давление, при котором  происходит переход от упругого  деформирования к пластичному, зависит, прежде всего от механических свойств материалов (s_m , Е, m) и от геометрических параметров шероховатости поверхности (r, R_z);

3) С повышением упругих свойств  материала (s_m) возрастает критическое давление и более затруднён переход от упругого деформирования к пластическому;

4) Резко очерченные неровности  пластически деформируются при  меньших напряжениях, чем сглаженные.

 

 

 

2 РАСЧЁТ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО  ПОДШИПНИКА [1]

Исходные данные: частота вращения вала  n = 1500 мин^-1 ; длина подшипника l = 100 мм; номинальный диаметр подшипника d = 150 мм; нагрузка на  
шейку вала F_R = 5,1 кН; динамическая вязкость масла m₅₀ = 0,025 Па × с;  
зазор D = 280 мкм.

Среднее удельное давление в подшипнике p , МПа:

×

 

Относительный зазор подшипника y :

yD

 

Коэффициент нагруженности подшипника K_c :

cyw×m

где w - угловая скорость вращения вала, с^-1 .

w×

 

 

Минимальный зазор подшипника h_min , мкм:

Dc

где c - эксцентриситет шипа подшипника; c = 0,90.

 

 

Коэффициент запаса n_c :

c

где h_0кр - минимальный расчётный зазор подшипника, мкм; h_0кр=6,4 мкм.

 

Коэффициент трения подшипника ¦_п :

¦×mwy

¦

 

 

3 РАСЧЁТ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ  ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ [1]

Исходные данные: число зубьев шестерни z₁ = 36; число зубьев колеса  
z₂ = 22; межосевое расстояние а_w = 100 мм; твёрдость по Бринеллю шестерни и колеса HB₁ = 340, HB₂ = 280 МПа; относительное удлинение при разрыве материала шестерни и колеса s₁ = s₂ = 11 %; частота вращения шестерни n₁ =120 мин^-1 ; модуль зацепления m = 2 мм.

Диаметр окружности выступов шестерни и колеса d_а1 и d_а2 , мм:

 

 

 

 

Диаметр основных окружностей шестерни и колеса d_b1 и d_b2 , мм:

 

 

где a_w – угол зацепления, °; a_w = 20°.

 

 

 

Точки начала и конца рабочего участка  зацепления c₁ и c₂ :

c

c

c

c

Геометрические коэффициенты износа y_u1 и y_u2 :

ccccc

 

ccccc

 

 

Усреднённая величина для района полюса зацепления :

cccc

 

Скорость изнашивания шестерни U₁ , мкм / ч:

 

 

где q_a – концентрация абразивных примесей в смазке, %; q_a = 1 %; R – средний радиус абразива, мм; R = 0,03 мм; s – предел прочности, МПа; s =  250 МПа.

 

где t – коэффициент контактно-фрикционной усталости; t = 1,5.

 

 

 

 

Скорость изнашивания шестерни U₂ , мкм / ч:

 

 

 

 

 

 

 

где u - передаточное отношение.

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Турутин Б. Б., Кузьменя А. А.,Попов Д. С. Расчёт параметров узла трения: Метод. указ. к выполнению практических работ по курсу «Физика отказов» и «Физические основы прочности». – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2006. – 24 с.

3 Анурьев В. И. Справочник  конструктора-машиностроителя: В  3-х т. М.: Машиностроение, 1992. Т. 2. 584с.

4 СТО СГУПС 1.01 СДМ.01 – 2007. Стандарт организации. Система управления качеством. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению.