ALGORYTM PROGRAMU DO OBLICZEN PRZEKLADNI ZEBATYCH WALCOWYCH

DANE:

moc N

obroty na wejsciu n1

wspolczynnik przeciazenia Ka

czas pracy w latach L

liczba zmian na dobe zm

wspolczynnik wykorzystania czasu pracy w

jesli obciazenie jest zadane histogramem

Ti/Tmax, ti/tc dla i = 1..5

przelozenie u

wzgledna szerokosc przekladni psi_d

kat przyporu alfa

kat pochylenia linii zebow beta

wspolczynnik wysokosci zebow y

luz wierzcholkowy c

klasa dokladnosci wykonania kd

materialy zebnika i kola zebatego:

symbol

rodzaj obrobki:

normalizowanie

ulepszanie cieplne HB < 350

hartowanie

azotowanie

naweglanie

wegloazotowanie

wytrzymalosc na rozciaganie Rm

granica plastycznosci Re

modul Younga E

liczba Poissona ni

WSTEPNE OBLICZENIE DOPUSZCZALNYCH NAPREZEN STYKOWYCH:

obroty na wyjsciu: n2 = n1 / u

dla zebnika i kola zebatego:

granica wytrzymalosci zmeczeniowej na naciski stykowe:

sHlim = 2 * HB + 50 dla zeliw i staliw

2 * HB + 120 dla stali normalizowanych i ulepszanych

17 * HRC + 220 dla stali hartowanych

1050 dla stali azotowanych

1.2 * HV + 550 dla stali naweglanych

1.2 * HV + 450 dla stali wegloazotowany

minimalny wspolczynnik bezpieczenstwa:

SHmin = 1.1 dla stali normalizowanych i ulepszanych,

staliw i zeliw

1.2 dla pozostalych

bazowa liczba cykli:

NHlim = 50 * 10^6 dla stali normalizowanych i ulepszanych,

staliw i zeliw

100 * 10^6 dla pozostalych

wykladnik krzywej Wohlera dla naprezen stykowych

qH = 6

potwierdz sHlim, NHlim, SHmin, qH, Rz, v50

liczba godzin pracy przekladni

Lh = L * 365 * zm * 8 * w

rownowazna liczba cykli dla naprezen stykowych

Nhe = Lh * n * 60 gdy nie zadano histogramu obciazen

Lh * n * 60 * suma [ (Ti/Tmax)^(qH/2) * (ti/Lh) ]

wspolczynnik trwalosci

Zn = (NHlim / Nhe) ^ (1/qH)

jesli Zn < 1 to Zn = 1

dopuszczalne naprezenia stykowe

sHP = sHlim / SHmin * Zn

WSTEPNE OBLICZENIE DOPUSZCZALNYCH NAPREZEN ZGINAJACYCH:

dla zebnika i kola zebatego:

granica wytrzymalosci zmeczeniowej na zginanie:

sFlim = 0.5 * HB + 220 dla zeliw

1.2 * HB + 100 dla staliw

1.2 * HV + 170 dla stali normalizowanych i ulepszanych

10 * HRC + 65 dla stali hartowanych

700 dla stali azotowanych

740 dla stali naweglanych i wegloazotowanych

minimalny wspolczynnik bezpieczenstwa:

SFmin = 2.0 dla staliw i zeliw

1.5 dla stali

bazowa liczba cykli:

NFlim = 3 * 10^6

wykladnik krzywej Wohlera dla naprezen stykowych

qF = 6 dla stali normalizowanych i ulepszanych

= 9 dla pozostalych

potwierdz sFlim, NFlim, SFmin, qF

rownowazna liczba cykli dla zginania

Nfe = Lh * n * 60 gdy nie zadano histogramu obciazen

Lh * n * 60 * suma[ (Ti/Tmax)^(qF/2) * (ti/Lh) ]

wspolczynnik trwalosci dla zginania

Yn = (NFlim / Nfe) ^ (1/qF)

jesli Yn < 1 to Yn = 1

dopuszczalne naprezenia zginajace

sFP = sFlim / SFmin * Yn

WSTEPNE OBLICZENIE SREDNICY ZEBNIKA, ODLEGLOSCI OSI I MODULU:

momenty skrecajace

T1 = 9550 * N / n1

T2 = T1 * u * mi1 * mi2

kat przyporu w plaszczyznie czolowej

alfa_t = arctg(tg(alfa) / cos(beta))

iloczyn wspolczynnikow

Zeta * Zbeta * Zb = 1

wsp. geometrii zarysu Zh = 2 * (cos(beta) / sin(2 * alfa_t)) ^ 0.5

wsp. sprezystosci materialu Ze = (1 / (pi * ((1 - ni1 ^ 2) / E1 + (1 - ni2 ^ 2) / E2))) ^ 0.5

predkosc obwodowa kol

v = 1.3 * 10 ^ -3 * n1 * (T1 / u) ^ (1/3) dla HB1 > 350 i HB2 > 350

1.8 * 10 ^ -3 * n1 * (T1 / u) ^ (1/3) w przeciwnym wypadku

wsp. nadwyzek dynamicznych Kv = v ^ (1/5)

jesli Kv < 1 to Kv = 1

wsp. koncentracji naprezen Kbeta = f(psi_d) - stablicowane

wsp. rozkladu obciazenia Kalfa = 1.12 dla beta = 0

1.3 dla beta <> 0

iloczyn wspolczynnikow Yf * Yeta * Ybeta = 3

potwierdz:

Zeta * Zbeta * Zb, Zh, Ze, Kv, Kbeta, Kalfa, Yf * Yeta * Ybeta, mi1, mi2

wsp. obciazenia Kh = Ka * Kv * Kbeta * Kalfa

Kf = Kh

srednica podzialowa zebnika

d1 = 12.6 * ((Zh*Ze*Zeta*Zbeta*Zb / sHP1)^2 * T1*Kh/psi_d * (u+1)/u) ^ (1/3)

szerokosc zebnika b1 = d1 * psi_d

odleglosc osi a = d1 * (u + 1) / 2

modul m = 2 * T1 * 10^3 * Kf / (b1 * d1 * sFP1) * Yf * Yeta * Ybeta

potwierdz a, m

OBLICZENIA GEOMETRYCZNE:

modul w plaszczyznie czolowej mt = m / cos(beta)

liczby zebow z1 = 2 * a / (mt * (u + 1))

z2 = z1 * u

szerokosci kol b2 = psi_d * d1

b1 = b2 + m

zerowa odleglosc osi a0 = mt * (z1 + z2) / 2

srednice podzialowe d1 = mt * z1

d2 = mt * z2

toczny kat przyporu w plaszczyznie czolowej alfa_tw = arccos(a0 / a * cos(alfa_t))

pytaj o korekcje

jesli jest korekcja

suma wspolczynnikow korekcji

sx = (inv(alfa_tw) - inv(alfa_t)) / (2 * tg(alfa) * (z1 + z2))

potwierdz sx

pytaj o typ korekcji

wsp. korekcji

x1 = 0.5 wg przesuniecia x1 = 0.5

x2 = sx - x1

x1 = sx * z2 / (z1 + z2) proporcjonalny

x2 = sx * z1 / (z1 + z2)

x1 = sx jednostronny

x2 = 0

x1 = sx / 2 rowny

x2 = sx / 2

rzeczywista odleglosc osi a = (z1 + z2) * mt / 2 * cos(alfa_t) / cos(alfa_tw)

wsp. skrocenia zeba dy = sx - (a - a0) / m

dla i = 1, 2

srednice toczne dw i = 2 * a * zi / (z1 + z2)

srednice zasadnicze db i = di * cos(alfa_t)

wysokosci glow zebow ha i = m * (y + xi - dy)

wysokosci stop zebow hf i = m * (y - xi + c)

srednice glow zebow da i = di - 2 * hfi

srednice stop zebow df i = di + 2 * hai

wysokosci zebow h i = hai + hfi

katy zarysu na kolach wierzcholkowych alfa_ta i = arccos(dbi / dai)

podzialka p = pi * m

podzialka w plaszczyznie czolowej pt = pi * mt

kat pochylenia linii zebow na walcu zasadniczym beta_b = arctg(tg(beta) / cos(alfa_t))

kat pochylenia linii zebow na walcu tocznym beta_w = arctg(dw1 / d1 * tg(beta))

wskaznik zazebienia czolowy eta_alfa = (z1 * (tg(alfa_ta 1) - tg(alfa_tw))

+ z2 * (tg(alfa_ta 2) - tg(alfa_tw))) / (2 * pi)

wskaznik zazebienia poskokowy eta_beta = b2 * sin(beta) / (pi * m)

wskaznik zazebienia calkowity eta_gamma = eta_alfa + eta_beta

dla i = 1, 2

zastepcze liczby zebow zv i = zi / (cos(beta_b)^2 * cos(beta))

OBLICZENIA SPRAWDZAJACE NA NACISKI:

wsp. smarowania Zl = 0.91 + 0.36 / (1.2 + (80 / v50) ^ 0.5)

wsp. chropowatosci Zr = 1.02 * (a ^ 3 / (Rz1 + Rz2)) ^ 0.08

wsp. predkosci Zv = 0.93 + 0.14 / (0.8 + (32 / v) ^ 0.5)

wsp. wzmocnienia powierzchniowego Zw = 1.2 - (HB - 130) / 1700

wsp. wielkosci zebow Zx = (1.07 - d / 10 ^ 4) ^ 0.5

dopuszczalne naprezenia stykowe sHP = sHP * Zl * Zr * Zv * Zx * Zw

wsp. geometrii zarysu Zh = 1 / cos(alfa_t) * (2 * cos(beta_b) / tg(alfa_tw)) ^ 0.5

wsp. stopnia pokrycia Zeta = (4 - eta_alfa) / 3 * (1 - eta_beta) + eta_beta / eta_alfa) ^ 0.5

wsp. pochylenia linii zeba Zbeta = cos(beta) ^ 0.5

wsp. krzywizny powierzchni styku Zb = 1

sila obwodowa Ft = 2 * T1 * 10^3 / d1

wsp. nadwyzek dynamicznych w = z1 * v / 100 * (u^2 / (1 + u^2) ^ 0.5

Kv = 1 + (K1 / (Ka + Ft / b2) + K2) * w

K1, K2 = f(kd, beta) - stablicowane

wsp. rozkladu obciazenia

Kalfa = 1 + 0.25 * (kd - 5) * (1 / Zeta^2 - 1);

jesli Kalfa < 1 to

Kalfa = 1

jesli Kalfa > eta / eta_alfa / sqr(Zeta) to

Kalfa = eta / eta_alfa / sqr(Zeta)

wsp. obciazenia Kh = Ka * Kv * Kbeta * Kalfa

naprezenia stykowe sH = Ze * Zh * Zeta * Zbeta * Zb *

(Ft / b2 / d1 * (u + 1) / u) ^ 0.5 * Kh ^ 0.5

OBLICZENIA SPRAWDZAJACE NA ZGINANIE

dla obu kol:

wspolczynnik technologii wykonania zebow Yt = 1

wspolczynnik cyklu obciazenia Yw = 1

wspolczynnik sposobu wykonania polwyrobu kola Yz = 1

wspolczynnik wrazliwosci zmeczeniowej materialu Ydelta = 1.082 - 0.172 * log(m)

wspolczynnik stanu powierzchni Yr = 1 dla zebow azotowanych i naweglanych

1.15 dla pozostalych

wpolczynnik wielkosci zebow Yx = 1.05 - 0.000125 * d

dopuszczalne naprezenia zginajace sFP = sFP * Yt * Yw * Yz * Ydelta * Yr * Yx

wspolczynnik pochylenia linii zeba Ybeta = 1 - eta_beta * beta / 120

jesli Ybeta < 1 - 0.25 * eta_beta t0

Ybeta = 1 - 0.25 * eta_beta

wspolczynnik liczby przyporu Yeta = 0.2 + 0.8 / eta_alfa

wzgledny promien zaokraglenia glowy zeba narzedzia Ra0/m = 0.38

potwierdz Yt, Yw, Yz, Ra0/m

wspolczynnik ksztaltu zeba

jesli Ra0/m <= 0.2 to

Yf = 4.08 + 0.18 * x^2 + 7.63 / zv - 15.94 * x / zv

jesli Ra0/m <= 0.38 to

Yf = 3.467 + 13.17 / zv - 27.91 * x / zv + 0.0916 * x^2

inaczej

Yf = 3.61 + 0.53 * x^2 + 25.28 / zv - 37.56 * x / zv

wspolczynnik koncentracji naprezen dla zginania

KFbeta = Kbeta ^ Nf, Nf = f(b/m, beta) - stablicowane

wspolczynnik obciazenia dla zginania

Kf = Ka * Kv * Kalfa * KFbeta

naprezenia zginajace

sF = Ft / b / m * Yf * Yeta * Ybeta * Kf