Przekładnie ślimakowe / Henryk Grzegorz Sabiniak. Warszawa, cop Spis treści

Transkrypt

1 Przekładnie ślimakowe / Henryk Grzegorz Sabiniak. Warszawa, cop Spis treści Przedmowa XI 1. Podział przekładni ślimakowych 1 I. MODELOWANIE I OBLICZANIE ROZKŁADU OBCIĄŻENIA W ZAZĘBIENIACH ŚLIMAKOWYCH 9 Wykaz oznaczeń użytych w tekście części I Wstęp do części I Teoria zazębień ślimakowych Wprowadzenie Linie styku w zazębieniu ślimakowym Modele zazębień Równania ugięć płyt Ugięcia płyty prostokątnej Równanie ugięć płyty kołowej Odkształcenia płyt prostokątnych Ugięcia cienkiej nieskończenie długiej płyty wspornikowej pod działaniem siły skupionej Warunki brzegowe i rozwiązanie zagadnienia Ugięcia cienkiej nieskończenie długiej płyty wspornikowej pod dowolnym obciążeniem normalnym Odkształcenia grubej płyty wspornikowej o skończonej długości Ugięcia teoretyczne i doświadczalne grubych płyt wspornikowych o skończonej długości Rozkład obciążenia między dwiema płytami stykającymi się wzdłuż dowolnej linii Układ płyt wspornikowych cienkich Przykład Układ płyt wspornikowych grubych Wyniki obliczeń układów płytowych Podsumowanie Odkształcenia i naprężenia w płytach traktowanych jako model zazębienia globoidalnego 79

2 8.1. Warunki brzegowe kołowej płyty wspornikowej Różnice skończone we współrzędnych biegunowych Różnice skończone w rozwiązaniach płyt kołowych Ugięcia płyty w kształcie wycinka pierścienia kołowego Ugięcia kołowej płyty wspornikowej pod dowolnym obciążeniem normalnym Ugięcia płyty wspornikowej w kształcie wycinka pierścienia kołowego obciążonej normalną siłą skupioną Podsumowanie Rozkłady obciążeń w zazębieniach ślimakowych Wprowadzenie Współpraca płyt wspornikowych jako model zazębienia ślimakowego Przykład Współpraca płyt wspornikowych kołowej i prostokątnej odwzorowujących zazębienie globoidalne Badania eksperymentalne Przygotowanie modeli do badań Podobieństwo mechaniczne Opis stanowiska badawczego Przebieg procesu badań Wyznaczanie naprężeń rzeczywistych Interpretacja otrzymanych wyników dla przekładni ślimakowej walcowej Interpretacja otrzymanych wyników dla przekładni ślimakowej globoidalnej Metody numeryczne w odwzorowaniach geometrycznych konstrukcji Wprowadzenie Modelowanie zazębienia ślimakowego metodą MES Warunki brzegowe oraz sposoby obciążania zazębienia ślimakowego Linie styku i rozkład obciążenia Analiza otrzymanych wyników Podsumowanie Wady i zalety metod elementów skończonych i różnic skończonych w obliczeniach zazębień ślimakowych Podsumowanie rozważań dotyczących modelowych zazębień ślimakowych 149 II. PROJEKTOWANIE I KONSTRUOWANIE PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWYCH 151 Wykaz oznaczeń użytych w tekście części II 152

3 14. Wstęp do części II Bariery wytrzymałościowe i eksploatacyjne ograniczające prace przekładni ślimakowych Wprowadzenie Cieplna granica obciążalności przekładni ślimakowych Dopuszczalna temperatura pracy przekładni ślimakowej Określenie temperatury pracy Wyznaczanie temperatury pracy Temperatura pracy przekładni ślimakowej smarowanej rozbryzgowo Temperatura oleju w misie olejowej Temperatura koła ślimakowego nurzającego się w oleju Średnia temperatura koła ślimakowego przekładni smarowanej ciśnieniowo Uwarunkowania i ograniczenia wzorów określających temperaturę pracy przekładni ślimakowych Ugięcie wału ślimaka Odporność na pitting zazębienia ślimakowego Naprężenia w styku Dopuszczalne naprężenia kontaktowe Graniczna wytrzymałość materiału na pitting Współczynnik trwałości Współczynnik prędkości poślizgu Współczynnik wielkości przekładni Współczynnik rodzaju środka smarnego Wytrzymałość stopy zęba koła ślimakowego Rzeczywista wytrzymałość podstawy stopy zęba Określenie naprężeń ścinających w podstawie zęba koła ślimakowego Współczynnik rozkładu obciążenia Współczynnik grubości podstawy zęba Współczynnik kąta pochylenia zębów Współczynnik grubości wieńca Dopuszczalne naprężenia ścinające Wytrzymałość na ścinanie Współczynnik trwałości Film olejowy Grubość filmu olejowego w zazębieniu ślimakowym Współczynnik lepkości Lepkość dynamiczna środka smarnego Prędkość obrotowa ślimaka Odległość osi Moduł sprężystości Younga Obciążenie przekładni Parametr grubości filmu olejowego 200

4 15.7. Ścierne zużycie zębów w przekładniach ślimakowych Współczynnik bezpieczeństwa Ścierne zużycie powierzchni zębów Graniczna wartość zużycia ściernego Moduł sprężystości Liczba cykli Naprężenia herzowskie Parametr drogi poślizgu Intensywność zużycia Dopuszczalne zużycie powierzchni zębów Obliczenia projektowe przekładni ślimakowych Wytyczne do projektowania Obliczanie zasadniczych wielkości przekładni ślimakowych Korekcje zazębień ślimakowych Prędkości poślizgów Przykład obliczeniowy Wielkości geometryczne i konstrukcyjne przekładni ślimakowych Wprowadzenie Obliczenia innych wielkości geometrycznych i konstrukcyjnych zazębienia przekładni ślimakowych Wielkości geometryczne uzębienia ślimaka Wielkości geometryczne uzębienia koła ślimakowego Wielkości konstrukcyjne przekładni Rzeczywista długość uzwojenia ślimaka i szerokość uzębienia koła ślimakowego Przykład Stopień pokrycia w przekładniach ślimakowych Siły występujące w zazębieniu ślimakowym Przykład Straty mocy i sprawność Sprawność zazębienia Współczynniki tarcia Współczynnik wielkości przekładni Współczynnik wielkości geometrycznych przekładni Współczynnik skojarzenia materiałowego Współczynnik chropowatości Straty mocy w przekładni Strata mocy w zazębieniu ślimakowym Strata mocy biegu jałowego Straty mocy w łożyskach Straty mocy na uszczelnieniach Sprawność całkowita przekładni ślimakowej Przykład 268

5 19. Samohamowność przekładni ślimakowych Łożyskowanie wałów przekładni ślimakowej Wprowadzenie Odległość łożysk Przykład Kształtowanie korpusów przekładni ślimakowych Dobór przekładni ślimakowych w układach napędowych Wprowadzenie Określenie obciążenia mechanicznego Obciążenie cieplne przekładni Przykład obliczeniowy Obliczenia sprawdzające Obliczenia wskaźnika obciążalności cieplnej Obliczenia wskaźnika odporności na pitting Obliczenia wskaźnika wytrzymałości stopy zęba Obliczenia wskaźnika ugięcia wału ślimaka Obliczenia średniej minimalnej grubości filmu olejowego Obliczenia współczynnika ściernego zużycia zębów Wyniki obliczeń Trwałość przekładni ślimakowych - przykład Określenie czasu eksploatacji Zredukowana wartość modułu sprężystości Współczynnik średniego zużycia ściernego zębów Parametr średniej drogi poślizgu Średnie naprężenia w styku Obliczenia sprawności Strata mocy w zazębieniu Strata mocy biegu jałowego Strata mocy w łożyskach Strata mocy na uszczelnieniach Określenie stopnia samohamowności 324 III. EKSPLOATACJA PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWYCH 325 Wykaz oznaczeń użytych w tekście części III Wstęp do części III Elastotermohydrodynamiczna teoria smarowania w zazębieniu ślimakowym Wprowadzenie Równanie ruchu 334

6 26.3. Równanie energii Temperaturowe warunki brzegowe Temperatura, lepkość i współczynnik tarcia Badanie rodzaju tarcia Wprowadzenie Wpływ prędkości hydrodynamicznej Wpływ lepkości oleju Wpływ obciążenia przekładni Zmiany rodzaju tarcia w początkowej fazie pracy przekładni Wpływ ciśnienia oleju Uwagi, wnioski i wytyczne eksploatacyjne Stalowe i żeliwne koła ślimakowe Wprowadzenie Sprawność i obciążalność przekładni Identyfikacja rodzaju tarcia Badania trwałościowe Podsumowanie badań Środki smarne Baza olejów Dodatki uszlachetniające Lepkość oleju Klasyfikacja lepkościowa olejów Klasyfikacja olejów wg DIN Klasyfikacja olejów wg GOST Klasyfikacja olejów wg PN Zamiana i mieszanie olejów Krajowe oleje mineralne stosowane do smarowania przekładni ślimakowych Smary plastyczne do smarowania przekładni ślimakowych Podział na klasy konsystencji Zalecane smary plastyczne w stosowaniu do przekładni ślimakowych Smarowanie przekładni ślimakowych Przekładnie ślimakowe smarowane olejami Smarowanie zanurzeniowe przekładni ślimakowych Smarowanie ciśnieniowe przekładni ślimakowych Częstość wymiany oleju Przekładnie ślimakowe smarowane smarami plastycznymi Montaż i docieranie Ustawianie śladów współpracy Procesy docierania przekładni ślimakowych 396

7 32. Wpływ rodzaju oleju na sprawność przekładni zębatych Warunki badań Przebieg badań Wyniki badań Stan i perspektywy rozwoju przekładni ślimakowych Wprowadzenie Obecny stan techniki Konstrukcje przekładni ślimakowych Obciążalność przekładni ślimakowych Najistotniejsze osiągnięcia ostatnich lat Oleje syntetyczne Optymalizacja geometrii zazębienia Postęp w technice wytwarzania Tendencje i kierunki badań Ślady przylegania i błędy powierzchni współpracujących Sprawdzanie koła ślimakowego Nośność przekładni Dodatki uszlachetniające do olejów 417 Literatura 418 Spis rysunków 429 Spis tabel 438 ANEKS 440 Załącznik 1 - wartości współczynników ugięć płyty wspornikowej prostokątnej 441 Załącznik 2 - programy obliczania krzywych a, b, с 472 oprac. BPK