13. Допускаемые напряжениря.

а) Допускаемые контактные напряжения.

,

где - предел выносливости при пульсирующем цикле изменения напряжений,

K_HL – коэффициент долговечности,

S_H – коэффициент безопасности или коэффициент запаса прочности – рекомендуют при нормализации, улучшении или объёмной закалке зубьев ипри поверхностной закалке, цементации, азотировании.

Для прямозубых, а также для косозубых передач с небольшой разностью твёрдости зубьев шестерни и колеса за расчётное принимается меньшее из двух напряжений, определённых для материала шестерни [ σ_H]₁ и колеса

[ σ_H]₂.

Если шестерня имеет HB≥400, а колесо - HB≤320, то за расчётное принимается среднее из [σ_H]₁и [σ_H]₂, но не более 1,25 [σ_H]_min для цилиндрических и 1,25 [σ_H]_min для конических передач.

_,

где из двух.

Коэффициент долговечности K_HL определяют с учётом кривых усталости.

Рис. 13.1

На представленном рисунке кривая усталости по контактным напряжениям построена в полулогарифмических координатах:

- максимальное напряжение цикла,

- число циклов нагружений,

- предел выносливости при пульсирующем цикле,

- базовое число циклов.

На участке <N_HG справедлива приближённая зависимость

Показатель степени для контактных напряжений принимают m = 6. При этом можно записать,

но ≤ 2,4.

Коэффициент К_HL учитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач (N_Hi < N_HG).

На участке N_Hi > N_HG (длительно работающие передачи) кривая усталости приблизительно параллельна оси абсцисс, а это значит, что K_HL = 1.

Расчёт числа циклов перемены напряжений выполняют с учётом режима нагрузки передачи: постоянный или переменный.

При постоянном режиме нагрузки расчётное число циклов напряжений

,

где n – частота вращения зубчатого колеса, мин^-1, с – число зацеплений зуба за один оборот зубчатого колеса, L_h - число часов работы передачи за расчётный срок службы.

При переменных режимах нагрузки расчёт коэффициента долговечности выполняют с учётом циклограммы (см. рис. 13.2).

,

Рис. 13.2

где T_max – максимальный длительно действующий момент ( Т₁, см. рис.13.2),

Т_i – момент при различных режимах нагрузки,

L_hi – время работы при соответствующей нагрузке Т_i.

При расчёте на усталость не учитывают кратковременные перегрузки

(например, пусковые или случайные), которые по малости числа циклов не вызывают усталости

б) Допускаемые напряжения изгиба при расчёте на усталость.

где σ_F0 – предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба при пульсирующем цикле изменения напряжений (определяют экспериментально на зубчатых колёсах),

S_F – коэффициент безопасности (рекомендуют S_F = 1,55 – 1,75),

K_FC – коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки. Нереверсивные передачи ( односторонняя нагрузка) – K_FC = 1, реверсивные передачи - K_FC = 0,7 – 0,8.

Коэффициент долговечности K_FL определяют в зависимости от твёрдости рабочих поверхностей зубьев:

при НВ < 350, а также для зубчатых колёс со шлифованной переходной поверхностью зубьев m = 6 и

но 2,

При НВ > 350 и не шлифованной поверхностью m = 9 и

но 1,6,

здесь N_FG – базовое число циклов нагружений. Рекомендуется для всех сталей N_FG = 4.

При постоянном режиме нагрузки расчётное число циклов нагружений

,

при переменных режимах нагрузки