Расчет косозубых цилиндрических передач на изгиб.

При расчете на изгиб зуб рабочего венца колеса (шестерни) можно рассматривать в качестве консольной балки с заделкой у основания ножки.

Р ис. 3.16. К расчету на изгиб зуба.

Считая, для простоты, передачу прямозубой, разложим нормальное усилие на две взаимно перпендикулярные составляющие, вызывающие появление в материале зуба напряжений сжатия и изгиба.

Fсж=Fr; Fи=Ft

S – толщина зуба у основания.

Экспериментально установлено, что разрушение происходит в точке А (рис. 3.16), т.к. стали лучше работают на сжатие, чем на растяжение.

Введем обозначение: l’ и s’ – безразмерные коэффициенты

l=l’ m; s=s’m, где m – модуль зубчатого колеса.

;

Y_F – коэффициент, зависящий от формы и числа зубьев. - удельная расчетная окружная сила при расчете на изгиб. - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии. - динамичность.

Расчет на изгиб выполняется по тому элементу передачи, для которого отношение

.

Для косозубых колес.

- коэффициент формы зубьев, - коэффициент, учитывающий угол наклона, - коэффициент, учитывающий торцевое перекрытие зубьев; .

Определение допускаемых напряжений изгиба зубчатых колес.

Определяют допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба отдельно для колеса [а]_Я2 и [a]_F2 и шестерни [а]_Я1 и [a]_F1.

Предварительно определяют среднюю твердость колес

HB_cp = 0,5(HB_min + HB_max).                            (2.1)

Твердость HRC переводят в твердость НВ:

HRC ..............	47	48	51	53	61
НВ .................	440	460	495	522	627

 

Базовые числа циклов нагружений: при расчете на контактную прочность

при расчете на изгиб N_F0 = 4-10⁶.

Действительные числа циклов перемены напряжений: для колеса

  для шестерни N₁ = N₂u, где п₂ — частота вращения колеса, об/мин; L_h — время рабо­ты передачи, ч; и—передаточное число ступени. Коэффици­ент долговечности при расчете по контактным напряжениям

При Т. О. улучшение K_HLmax = 2,6; при Т. О. закалка K_HLmax = = 1,8; при N>N_m K_HL= 1,0.

Коэффициент долговечности при расчете на изгиб

  т — показатель степени в уравнении кривой усталости; т = 6 при Т. О. улучшение и т = 9 при Т. О. закалка.

Допускаемые контактные напряжения и напряжения из­гиба определяют по формулам

Результаты вычислений округляют до целого числа.

При расчете зубчатых передач цилиндрических косозубых, шевронных и конических с круговым зубом в расчетную формулу подставляют при II варианте Т. О. допускаемое контактное напряжение

[σ]_Η = 0,45([σ]_Η1 + [σ]_Η2).                           (2.7)

Это напряжение не должно превышать:

для цилиндрических косозубых и шевронных колес 1,23 [а]_Я2;

для конических колес 1,15 [а]_Я2.

При I, III и IV вариантах термообработки, а также для прямозубых цилиндрических и конических колес в рас­четную формулу вместо [ст]_я подставляют меньшее из [а]_Я1 и [а]_Я2