- •Цилиндрических зубчатых передач
- •1. Общие положения
- •2. Выбор материалов для изготовления зубчатых колес
- •5. Себестоимость.
- •3. Проектировочный расчет
- •3.1. Проектировочный расчет на контактную выносливость
- •3.2. Проектировочный расчет на изгибную выносливость
- •3.3. Проектирование передачи
- •Нормы точности зубчатых колес
- •4. Проверочный расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев
- •4.1. Определение расчетного контактного напряжения
- •4.2. Допускаемые контактные напряжения в проверочном расчете
- •4.3. Расчет на контактную прочность при действии максимальной нагрузки
- •5. Расчет зубьев на выносливость при изгибе
- •5.1. Определение расчетного изгибного напряжения
- •5.2. Допускаемые напряжения в проверочном расчете на изгиб
- •5.3. Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой
- •Список рекомендуемой литературы
- •Приложения
- •1. Проектировочный расчет
- •2. Проверочный расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев
- •2.1. Определение расчетного контактного напряжения
- •2.2. Допускаемые контактные напряжения в проверочном расчете
- •2.3. Проверочный расчет на контактную выносливость при действии максимальной нагрузки
- •3. Расчет зубьев на выносливость при изгибе
- •3.1. Определение расчетного изгибного напряжения
- •3.2. Допускаемые напряжения в проверочном расчете на изгиб
- •3.3. Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой
3.2. Допускаемые напряжения в проверочном расчете на изгиб
Допускаемым напряжением определяются по формуле [ф. 5.11]:
,
где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений,МПа;
–коэффициент запаса прочности;
–коэффициент долговечности;
–коэффициент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений;
–коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности;
–коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса.
Коэффициент запаса прочности определяется в зависимости от способа термической и химико-термической обработки [см. приложение 2]:
для нитроцементованной шестерни из стали марки 25ХГН = 1,55; для колеса из стали марки 40Х, закаленной при нагреве ТВЧ с закаленным слоем, повторяющим очертания впадины = 1,7.
Коэффициент долговечности находится по формуле [ф. 3.14]:
но не менее 1,
где – показатель степени [с. 14];
–базовое число циклов перемены напряжений, NFlim = 4106 циклов;
–суммарное число циклов перемены напряжений, уже определены:
циклов,
циклов.
Так как и , то.
Коэффициент , учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений, находится в зависимости от значения модуля m по формуле [ф. 5.12]:
.
Коэффициент , учитывающий шероховатость переходной поверхности выбираем в зависимости от вида обработки [т. 5.4]:
для нитроцементованной шестерни = 1,05; для колеса при закалке ТВЧ, когда закаленный слой повторяет очертание впадины = 1,05.
Коэффициент , учитывающий размер зубчатого колеса, определяется по формуле [ф. 5.13]:
,
.
Предел выносливости зубьев при изгибе , соответствующий базовому числу циклов напряжений, определяется по формуле [ф. 5.14]:
,
где – предел выносливости при отнулевом цикле изгиба, выбирается в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по таблицам приложения 2;
–коэффициент, учитывающий технологию изготовления;
–коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса;
–коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба;
–коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности зуба;
–коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки;
Предел выносливости при отнулевом цикле изгиба , выбирается в зависимости от способа термической или химико-термической обработки [приложение 2]:
для нитроцементованной шестерни из стали марки 25ХГН = 1000 МПа, для колеса из стали марки 40Х, закаленной при нагреве ТВЧ с закаленным слоем, повторяющим очертания впадины = 580 МПа.
Коэффициент принимают , поскольку в технологии изготовления шестерни и колеса нет отступлений от примечаний к соответствующим табл. приложения 2.
Коэффициент , учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса [c. 34]: Для поковки .
Коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба , так как шлифование не используется [c. 34].
Коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной кривой , так как отсутствует деформационное упрочнение [c. 34].
Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки , так как одностороннее приложение нагрузки [c. 34].
Тогда:
Мпа,
Мпа.
Таким образом:
МПа,
МПа.
Сопоставим расчетные и допускаемые напряжения на изгиб:
,
.
Следовательно, выносливость зубьев при изгибе гарантируется с вероятностью неразрушения более 99 %.