4.7. Допускаемые напряжения

4.7.1. Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые напряжения при расчете на контактную выносливость определяются отдельно для колеса и шестерни по формуле

, (4.12)

где – предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемен напряжений, МПа; – коэффициент безопасности; – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев (при мкм ; при мкм ; при мкм ); – коэффициент, учитывающий окружную скорость; – коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес; – коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагружения передачи.

При проведении проектного расчета коэффициенты , и не учитываются, поскольку неизвестны пока размеры передачи, следовательно, невозможно определить окружную скорость, назначить степень точности передачи, выбрать параметры шероховатости поверхности зубьев. Поэтому допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса в данном случае определяются по формуле

.

При проведении проверочного расчета на контактную выносливость допускаемые контактные напряжения должны быть уточнены по формуле (4.12) введением коэффициентов , и .

Предел контактной выносливости поверхностей зубьев определяется в зависимости от вида термообработки (табл. 4.3).

Таблица 4.3. Пределы выносливости

Термообработка	Твердость поверхностей	, МПа		, МПа
Улучшение, нормализация			1,1		1,75
Поверхностная закалка	40…56 HRC		1,2	600…700	1,75
Примечание: и – средняя твердость

Для зубчатых колес с однородной структурой материала (нормализация, улучшение, объемная закалка) ; для колес с поверхностным упрочнением зубьев (поверхностная закалка ТВЧ, цементация, азотирование) .

Коэффициент, учитывающий окружную скорость, определяется в зависимости от твердости материала зубчатых колес по следующим формулам:

– при

;

– при НВ > 350

,

где – окружная скорость на начальном диаметре, м/с.

Коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес, принимается равным единице для колес с диаметром мм, при большем диаметре колеса

.

Коэффициент долговечности определяется по формуле

; ,

где – базовое число циклов перемен напряжений, определяемое в зависимости от твердости материала зубчатых колес (табл. 4.4); – эквивалентное число циклов перемен напряжений, определяемое в зависимости от срока службы и режима нагружения передачи, при < коэффициент долговечности принимается равным .

При постоянном режиме нагружения эквивалентное число циклов перемен напряжений определяется по формуле

,

где – частота вращения шестерни или колеса, об/мин; – срок службы, ч.

Таблица 4.4. Значения базового числа циклов перемен напряжений

Средняя твердость поверхностей зубьев		200	250	300	350	400	450	500	550	600
		–	25	32	38	43	47	52	56	60
		10	16,5	25	36,4	50	68	87	114	143

Для косозубых и шевронных передач определяется среднее допускаемое напряжение по формуле

,

где , – допускаемые контактные напряжения, соответственно, для шестерни и колеса, определяемые по формуле (4.12); – меньшее из значений и .

Для конических зубчатых передач среднее допускаемое напряжение определяется по формуле

.