2. Определение допускаемых контактных напряжений

ϭ_Hlimb

[ϭ_H]₁₂ = —— ∙ K_{HL ,}

S_H

где ϭ_Hlimb – базовый предел контактной выносливости, МПа

S_H - коэффициент безопасности по контактным напряжениям;

K_HL – коэффициент долговечности по контактным напряжениям.

Базовый предел контактной выносливости при улучшении:

Ϭ_1Hlimb = 2HB₁ + 70 = 2 ∙ 202 + 70= 474 МПа

Ϭ_2Hlimb = 2HB₂ + 70 = 2 ∙ 192 + 70= 454 МПа

При улучшении и повышенных требованиях к надежности коэффициент безопасности по контактным напряжениям следует выбрать большим. Однако это приведет к увеличению массы конструкции. Поэтому принимаем S_H = 1,2.

Коэффициент долговечности по контактным напряжениям:

N_H0

K_HL = ⁶√—— ,

N_HE

где N_H0 – базовое число циклов перемены контактных напряжений;

N_HE – эквивалентное число циклов перемены контактных напряжений.

N_H0 = 30∙HB^2.4

N_HE = 60∙C ∙n∙t_h∙K_{HE ,}

где C – число зацеплений за один оборот шестерни, колеса

n – число оборотов шестерни, колеса

K_HE – коэффициент эквивалентности по контактным напряжениям.

Принимаем:

С = 1,

согласно [1] при II режиме работы выбираем K_HE = 0, 250

Рассчитываем базовое число циклов для N_H0:

N_H01 = 30 ∙ 202^2,4 = 10⁷

N_H02 = 30 ∙192^2,4 = 9∙10⁶

исходя из расчетов принимаем базовое число циклов N_H0 = 10⁷

Эквивалентное число циклов перемены контактных напряжений:

N_HE1 = 60 ∙1∙1000∙2000∙0,250 = 3∙10⁷

N_HE2 = 60 ∙1∙925,9∙ 2000∙0,250 = 2,7∙10⁷

10⁷

K_HL = ⁶√—— = 0,81

3∙10⁷

10⁷

K_HL = ⁶√—— = 0,84

2,7∙10⁷

Т.к. K_HL1,2 ˂ 1, то принимаем K_HL = 1

Допускаемые контактные напряжения зацепления:

474

[ϭ_H]₁ = —— ∙1 = 395 МПа

1,2

454

[ϭ_H]₂ = —— ∙1 = 378,3 МПа

1,2

Допускаемое контактное напряжение для ступени:

[ϭ_H] = [ϭ_H]₂ = 378,3 МПа

2.3 Определение допускаемых изгибных напряжений

Допускаемое изгибное напряжение:

Ϭ_Flimb

[ϭ_F]₁₂ = —— ∙ K_FL ∙ K_{FC ,}

S_F

где Ϭ_Flimb - базовый предел изгибной выносливости;

S_F - коэффициент безопасности по изгибному напряжению;

K_FC - коэффициент учитывающий влияние двустороннего нагружения

Базовый предел изгибной выносливости при улучшении:

Ϭ_Flimb = 1.8 HB,

Ϭ_1Flimb = 1,8∙202 = 363,6 МПа

Ϭ_2Flimb = 1,8∙192 = 345,6 МПа

Принимаем значение:

S_F = 2, K_FC = 1.

Так как выбрали способ термообработки улучшение, то коэффициент эквивалентности по изгибному напряжению принимаем согласно [1]:

K_FE = 0,140

Коэффициент долговечности по изгибному напряжению:

N_F0

K_FL = ⁶√ —— ,

N_FE

где N_F0 – базовое число циклов перемены изгибных напряжений;

N_FE – эквивалентное число циклов перемены изгибных напряжений.

Базовое число циклов:

N_F0 = 4 ∙ 10⁶

Эквивалентное число циклов перемены изгибных напряжений:

N_FE = 60∙С∙n∙t_h∙K_FE

N_1FE =60∙1∙1000∙2000∙0,140 = 1,68∙10⁷

N_2FE =60∙1∙925,9∙2000∙0,140 = 1,58∙10⁷

Коэффициент долговечности по изгибному напряжению:

4 ∙ 10⁶

K_FL = ⁶√ ——— = 0,15

1,68 ∙ 10⁷

Т.к. K_FL˂ 1, то K_FL = 1

Допускаемые изгибные напряжения зацепления:

363,6

[ϭ_F]₁= ——∙1∙1 = 181,8 МПа

2

345,6

[ϭ_F]₂= ——∙1∙1 = 172,8 МПа

2