6.2 Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни и колесаопределяют по формуле:

.

В упрощенных расчетах полагают, что суммарное влияние шероховатости поверхностей зубьев (), размеров зубчатого колеса () градиента напряжений (), способа получения заготовки (), реверса нагрузки () не приводит к значительному изменению допускаемых напряжений, т.е.. Возможное отклонение от единицы учитывают при назначении коэффициента запаса прочности, Вышеизложенное позволяет записать формулу для определения допускаемого напряжения в следующем виде:

.

Предел выносливости при ''отнулевом" (пульсационном) цикле нагружений выбирают по табл. 6.3 в зависимости от материала и твердости зубьев.

Коэффициент долговечности:

, .

Показатель степени кривой усталости составляет: 6 – для нормализованных и улучшенных зубчатых колес; 9 – для закаленных и поверхностно упрочненных. Максимальное значение коэффициента долговечности: при= 6 ,= 4; при= 9,= 2,6.

Метод определения требуемого ресурса , выраженного в циклах нагружений, см. в табл. 6.2.

При переменных режимах нагружений в формулу для вместоподставляют эквивалентное число циклов.

Таблица 6.3

Предел выносливости при отнулевом цикле нагружений

Материал	Вид термической обработки	Твердость зубьев		, МПа
		на поверхности	в сердцевине
40, 45, 40Х, 40ХН, 45ХЦ, 35ХМ	Нормализация, улучшение	180-350 HB	180-350 HB
40Х, 40ХН, 40ХФА	Объемная закалка	45-53 HRC	45-53 HRC	500-550
40Х, 40ХН, 35ХМ	Закалка ТВЧ по всему контуру, включая впадину (m  3 мм)	48-52 HRC	27-35 HRC	600-700
	Закалка ТВЧ сквозная, включая впадину (m  3 мм)	48-52 HRC	48-52 HRC	500-600
38Х2Ю, 38Х2МЮА	Азотирование	58-67 HRC	24-40 HRC
40Х, 40ХФА, 40ХНМА		48-60 HRC
20Х, 18ХГТ, 25ХГТ, 12ХН3А, 20ХН3А, 20ХН2М, 25ХГМ	Цементация с автоматическим регулированием процесса	57-62 HRC	30-45 HRC	850-950
	Цементация			750-800
25ХГМ	Нитроцементация с автоматическим регулированием процесса	56-63 HRC	30-45 HRC	1000
25ХГТ, 30ХГТ, 35Х				750

Коэффициент запаса прочности равен произведению трех частных коэффициентов запаса:

Коэффициент запаса прочности = 1,7.

Для нитроцементированных и цементированных (с автоматическим регулированием процесса) зубчатых колес коэффициент запаса прочности можно уменьшить до 1,55 и 1,65 соответственно.

Коэффициент запаса прочности = 1,3 для передач, выход которых из строя связан с тяжелыми последствиями; для обычных условий безопасности= 1.

Коэффициент запаса прочности = 1,1...1,3 при определении действующих и допускаемых напряжений.

Для конических зубчатых колес = 1, так как методика расчета предусматривает непосредственный учет приближенности расчетов при выборе допускаемых и определении действующих напряжений.

6.3 Допускаемое напряжение при расчете на контактную прочность при действии пиковой нагрузки

Допускаемое напряжение устанавливают по табл. 6.4 в зависимости от способа химико-термической обработки зубчатого колеса и изменения твердости по глубине зуба.

Таблица 6.4

Значение допускаемого напряжения

Вид обработки
нормализация, улучшение, объемная закалка с низкотемпературным отпуском
цементация, поверхностная закалка
азотирование