2.3.2 Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни [ ]_F1 и колеса [ ]_F2 определяют по (9) с учетом влияния на выносливость при изгибе долговечности, шероховатости переходной поверхности между зубьями колес и двухстороннего приложения нагрузки (реверса):

(9)

1) Предел выносливости _Flim зависит от материала зубчатого колеса, термообработки и расчетной твердости поверхности зубьев Н (H₁, H₂). Значение _{F lim} определяют по таблице 12.

2) Коэффициент запаса прочности S_F (S_F1, S_F2) зависит от однородности структуры материала на поверхности и в сердцевине у основания зубьев, которую получают после термообработки колес. Значение S_F определяют по таблице 12.

3) Коэффициент долговечности Y_N учитывает влияние долговечности (ресурса):

(10)

а) Показатель степени q кривой усталости определяют по таблице 13.

б) Эквивалентное число циклов N_FE (N_FE1, N_FE2) определяют так же, как при расчете в соответствии с таблицей 9.

(11)

Таблица 12 - Значения ,q

Параметр	Термо - или химикотермическая обработка (твердость)
	Улучшение (≤350 НВ)	Закалка объем. (45…50HRC)	Закалка ТВЧ (40…56 HRC)	Цементация (56…65 HRC)
, МПа		580	600…700* 500…600	750…800** 850…950
SF	1,75	1,7	1,7	1,55
q	6	9	9	9
Примечание: 1.* в числителе приведены значения для закалки ТВЧ по контуру зубьев, в знаменателе – для закалки ТВЧ сквозной (m < 3 мм); 2.* в знаменателе приведены значения для цементации с автоматическим регулированием процесса.

Для длительно работающих передач, когда циклов, учитывая неравенство (10), принимают коэффициент долговечности

4) Коэффициент Y_R (Y_R1, Y_R2 ) учитывает влияние шероховатости переходной поверхности между зубьями. Значение Y_R принимают: Y_R=1 при шлифовании и зубофрезеровании с параметром шероховатости R_Z40 мкм; Y_R=1,05…1,2 при полировании (большие значения при улучшении и закалке ТВЧ).

5) Коэффициент Y_A (Y_A1, Y_A2) учитывает влияние двухстороннего приложения нагрузки (реверса). При одностороннем приложении нагрузки Y_A = 1 (обычно проектируют нереверсивные передачи). При реверсивном нагружении: Y_A = 0,65 - для нормализованных и улучшенных сталей; Y_A = 0,35 - для закаленных и цементованных.

При расчете передачи будут использованы допускаемые напряжения изгиба для шестерни [ ]_F1 или колеса [ ]_F2. Расчет модуля зацепления (см. п.2.5) выполняют по меньшему из значений [ ]_F1 и []_F2, а проверочный расчет передачи по напряжениям изгиба проводят для менее прочных зубьев сравнивая отношениеи(см. раздел 3.3).

2.4 Межосевые расстояния передачи

Межосевое расстояние передачи (мм) – главный параметр, который определяют в проектировочном расчете по контактной прочности:

(13)

где K_a - коэффициент, :K_a = 450 – для прямозубых колес; K_a = 410 – для косозубых и шевронных; - в МПа;- в Нм; - коэффициент ширины венца принимают по таблице 13 в зависимости от положения колес относительно опор и твердости поверхности зубьев.

Таблица 13 - Значение коэффициента

Коэффициент	Положение колес относительно опор
	Симметричное	несимметричное	консольное
		(одного или обоих колес)
	0,315; 0,4	0,25; 0,315	0,25
Примечание: 1. Меньшие значения применяют для колес с твердостью зубьев Н>350 НВ; 2. Для колес раздвоенной шевронной передачи принимают ba = 0,25 или 0,2.

Коэффициент нагрузки K_H при расчете по контактным напряжениям:

(14)

1) Коэффициент К_A учитывает внешнюю динамическую нагрузку и зависит от степени равномерности нагружения двигателя и приводного вала машины. В проектируемых приводах режимы нагружения электродвигателя и приводного вала (ленточного, пластинчатого конвейера и т.п.) являются обычно равномерными или с малой неравномерностью. Т.к. в задании в циклограмму нагружения включены внешние динамические нагрузки, то принимают коэффициент

2) Коэффициент K_HV учитывает внутреннюю динамику нагружения, ошибки шагов зацепления, погрешности профилей зубьев шестерни и колеса. Значение K_HV принимают по таблице 14 в зависимости от степени точности передачи, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей.

Таблица 14 - Значение коэффициента

Степень точности по ГОСТ 1643-81	Твердость (расчетная колеса)	Значения при м/с
		1	3	5	8	10
7	>350 HB	1,02 1,01	1,06 1,03	1,12 1,05	1,19 1,08	1,25 1,10
	≤350 HB	1,04 1,02	1,12 1,06	1,20 1,08	1,32 1,13	1,40 1,16
8	>350 HB	1,03 1,01	1,09 1,03	1,15 1,06	1,24 1,09	1,30 1,12
	≤350 HB	1,05 1,02	1,15 1,06	1,24 1,10	1,38 1,15	1,48 1,19
9	>350 HB	1,03 1,01	1,09 1,03	1,17 1,07	1,28 1,11	1,35 1,14
	≤350 HB	1,06 1,02	1,12 1,06	1,28 1,11	1,45 1,18	1,56 1,22
Примечание: В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе – для косозубых зубчатых колес.

Таблица 15 - Значения коэффициента

Расположение шестерни относительно опор	Твердость (расчетная колеса)	Значения при
		0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4
Консольное, опоры – Шарикоподшипники	≤350 HB >350 HB	1,08 1,22	1,17 1,44	1,28 -	1,45 -	- -	- -	- -
Консольное, опоры – роликоподшипники	≤350 HB >350 HB	1,06 1,08	1,12 1,23	1,19 1,43	1,27 -	- -	- -	- -
Симметричное*	≤350 HB >350 HB	1,01 1,0 1,01 1,0	1,02 1,01 1,02 1,01	1,03 1,02 1,05 1,02	1,03 1,02 1,07 1,04	1,04 1,02 1,11 1,06	1,06 1,03 1,15 1,08	1,08 1,04 1,20 1,12
Несимметричное*	≤350 HB >350 HB	1,03 1,01 1,06 1,02	1,05 1,02 1,11 1,05	1,08 1,04 1,20 1,04	1,12 1,05 1,28 1,13	1,15 1,07 1,38 1,18	1,18 1,08 1,48 1,25	1,23 1,12 - 1,31
Примечание: 1.* В числителе приведены значения для менее жестких валов быстроходных передач, в знаменателе для более жестких валов тихоходных передач (жесткость возрастает с увеличением диаметра вала).

Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы и после приработки

3) Коэффициент К_H учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий. Величина K_H зависит от деформации валов, смещения опор, схемы расположения валов относительно колес. Неравномерность размещения нагрузки возрастает с увеличением угла перекоса, ширины зубчатого венца, уменьшением угловой жесткости шестерни. Зубья колес имеют способность прирабатываться, в результате чего распределение нагрузки становится более равномерным.

Значение коэффициента принимают по таблице 15 в зависимости от схемы передачи, твердости зубьев и коэффициента:

. (15)

Коэффициент определяют по формуле:

, (16)

где K_H - коэффициент, учитывающий приработку зубьев. Значения K_H принимают по таблице 16 для зубчатого колеса передачи с меньшей твердостью.

Таблица 16 - Значение коэффициента

Твердость (расчетная колеса)	Значения при  м/с
	1	3	5	8	10	15
200 HB 250 HB 300 HB 350 HB 43 HRCэ 47 HRC 51 HRCэ 60 HRCэ	0,19 0,26 0,35 0,45 0,53 0,63 0,71 0,80	0,20 0,28 0,37 0,45 0,53 0,63 0,71 0,80	0,22 0,32 0,41 0,53 0,63 0,78 1,00 1,00	0,27 0,39 0,50 0,64 0,78 0,98 1,00 1,00	0,32 0,45 0,58 0,73 0,91 1,00 1,00 1,00	0,54 0,67 0,87 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

4) Коэффициент К_H учитывает распределение нагрузки между зубьями и зависит от погрешностей изготовления шага зацепления и направления зуба. Зубья колес, как уже отмечалось для, могут прирабатываться и распределение нагрузки становится более равномерным. Поэтому рассматриваюткоэффициенты распределения нагрузки в начальный период работыи после приработки.

Значение коэффициентаопределяют [1, 3] в зависимости от степени точностии вида передачи:

для прямозубых передач

, при условии (17а)

для косозубых передач

, при условии (17б)

Расчетное значение межосевого расстояния округляют по таблице 17 до ближайшего числа из номинального ряда нормальных размеров, а при крупносерийном и массовом производстве до ближайшего стандартного значения по ГОСТу 2185-66.

Таблица 17 - Нормальные линейные размеры, мм (ГОСТ 6636-69)

15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 112; 120; 125; 130; 140; 150; 160; 170; 180; 190; 200; 210; 220; 224; 240; 250; 260; 280; 300; 315; 320; 340; 355; 360; 380; 400.

Примечание: выделены стандартные межосевые расстояния по ГОСТ 2185-66.