Essendo uno dei componenti fondamentali del sistema di trasmissione, le prestazioni di stanchezza degli ingranaggi influenzano direttamente la durata di servizio dell'intera attrezzatura sotto l'azione di carichi alternativi a lungo termine.Come calcolare con precisione la durata di vita dell'ingranaggio e come migliorare la sua resistenza all'affaticamento attraverso la selezione del materiale e la progettazione dei denti sono i problemi chiave nella progettazione della scatola degli ingranaggi.

Perché calcolare la durata della stanchezza?

L'attrezzatura è sottoposta a carichi periodici (stressa alternata) durante il funzionamento.è facile comparire fatica crepe e persino fratture nel processo di utilizzo, con conseguente arresto dell'attrezzatura e pesanti perdite.

Il guasto da stanchezza è uno dei modi di guasto più comuni delle ingranaggi, che spesso si verifica senza avvertimento evidente.una valutazione accurata della sua durata alla stanchezza nella fase di progettazione è la premessa per garantire l'affidabilità delle apparecchiature.

Metodo di calcolo della durata di esercizio dell'attrezzatura

La durata di durata degli ingranaggi è valutata principalmente da due punti di vista:

1. Curva la fatica della vita

Si tratta di una frattura causata da uno sforzo di piegatura alternato alla radice del dente e la formula di calcolo è la seguente:

tra cui:

Ft: carico tangenziale degli ingranaggi

b: larghezza del dente

m: modulo

YF: Coefficiente dentale

Il coefficiente della serie K è influenzato dalla distribuzione del carico, dal carico dinamico e da altri fattori

Il fattore di sicurezza per la stanchezza da piegatura deve essere superiore al valore impostato (generalmente 1,25-1,5) per garantire l'affidabilità del funzionamento a lungo termine dell'ingranaggio.

Durata di resistenza alla stanchezza da contatto

La corrosione a pozzo sulla superficie del materiale è causata da una tensione di contatto alternata a lungo termine tra i denti. La formula di calcolo è la seguente:

σH: sollecitazione di contatto

ZE: coefficiente di influenza dell'elasticità (dipendente dal materiale)

ZH: coefficiente geometrico degli ingranaggi

La durata di funzionamento del contatto deve anche soddisfare il fattore di sicurezza impostato (generalmente 1,0-1,2).

Fattori chiave che influenzano la durata della fatica

1Selezione del materiale

La resistenza, la durezza e la resistenza dei diversi materiali influenzano direttamente le prestazioni di stanchezza degli ingranaggi.L'acciaio legato dopo la carburizzazione e l'estinguimento può migliorare significativamente la durezza e il limite di stanchezza della superficie dei denti.

Tra i materiali comuni ad alte prestazioni figurano:

18CrNiMo7-6 (acciaio carburizzato in lega standard europea)

20CrMnTi (acciaio carburizzato di uso domestico)

2. Ottimizzazione della forma degli ingranaggi

Il processo di progettazione del filetto di transizione della radice dentale,La modellazione della superficie dei denti (come la modellazione a tamburo) e la macinazione di precisione della superficie dei denti possono efficacemente alleviare la concentrazione di stress e migliorare la durata di stanchezza.

Caso di studio: valutazione della durata alla stanchezza del materiale 18CrNiMo7-6

Il 18CrNiMo7-6 è un acciaio carburizzato in lega a basso tenore di carbonio con un'eccellente indurimento e resistenza alla stanchezza.Parametri delle prestazioni del materiale (dopo la carburizzazione), scaldamento e temperatura):

Secondo la norma ISO 6336 per la valutazione della durata di vita per stanchezza, i parametri degli ingranaggi, le condizioni di carico e i dati relativi ai materiali possono essere inseriti per ottenere la durata prevista dell'ingranaggio (come 10^7~10^8 cicli).

La durata di durata dell'attrezzatura non dipende solo dalle prestazioni del materiale stesso, ma dipende anche dalla razionalità della progettazione,la precisione del processo e il grado di corrispondenza delle condizioni di esercizio;.

Un "materiale buono" è la base, ma solo quando è combinato:

Progettazione ragionevole degli attrezzi

Processo di trattamento termico preciso

Controllo rigoroso della qualità della produzione

Solo in questo modo potremo realizzare la lunga durata e l'elevata affidabilità dei "buoni ingranaggi".