2.2.2. Визначення допустимих напружень у зубчастих колесах

Значення допустимих контактних наружень для лімітуючого елемента передачі встановлюють за таким виразом:

де   – коефіцієнт безпеки відповідно до контактних напружень.

Допустимі згинальні напруження визначають таким чином:

де   – коефіцієнт безпеки стосовно згинальних напружень.

Вирази для обчислення величин , , , беруть з табл. 2.4, а значення границі плинності для обраної марки сталі, щоб підставити її у формули табл. 2.4, – з табл. 2.2.

2.2.3. Визначення коефіцієнтів навантаження зубчастих коліс

Спочатку обчислюють приблизне значення колової швидкості колеса (м/с), тобто

де   – коефіцієнт, залежний від виду термообробки (беруть з табл. 2.5);  – коефіцієнт ширини колеса (відношення ширини колеса до міжосьової відстані), задають у межах від 0,10 до 0,25 для прямозубих передач, від 0,25 до 0,40 для косозубих та від 0,50 до 1,00 для шевронних із такого ряду стандартних чисел: 0,100; 0,150; 0,200; 0,250; 0,315; 0,400; 0,500; 0,630; 1,000.

Далі, використовуючи значення величини v, з табл. 2.6 вибирають ступінь точності передачі для забезпечення необхідної плавності її ходу. Навантаження в зачепленні визначають з урахуванням нерівномірності його розподілу між зубцями по їхній довжині, а також узявши до уваги його ударні складові. Тому встановлюють значення коефіцієнтів навантаження і , тобто

;

,

де  ,  – коефіцієнти розподілу навантаження за контактною міцністю та згинальною витривалістю відповідно, при цьому для прямозубих коліс вони дорівнюють одиниці, а для косозубих (залежно від ступеня точності передачі, що визначають за номограмою з рис. 2.2, де показано криві розподілу цієї величини) їх знаходять з табл. 2.7 відповідно; ,  – коефіцієнти концентрації навантаження за контактною міцністю й згинальною витривалістю відповідно. При розробці циліндричних передач зазвичай вибирають матеріал для виготовлення коліс твердістю менше 350 одиниць за Брінелем (НВ₂ < 350), тоді

Таблиця 2.5

Величина коефіцієнта впливу термообробки на швидкість колеса

Тип передачі	Вид термообробки*
	П1 + П2	СВЧ1 + П2	Ц1 + П2	СВЧ1 + СВЧ2 Г1 + Г2	Ц1 + Ц2
Прямозуба	13,0	14,0	15,5	17,5	21,0
Косозуба	15,0	16,0	17,5	19,5	23,5
* П – поліпшення; Г – гартування об’ємне; СВЧ – гартування поверхневе при нагріванні струмом високої частоти; Ц – цементація.

Таблиця 2.6

Рекомендований ступінь точності передачі у редукторі

Вид передачі	Колова швидкість v, м/с
	менше 5	від 5 до 8	від 8 до 12,5	понад 12,5
Прямозуба	9	8	7	6
Косозуба	9	9	8	7

Рис. 2.2

Якщо для виготовлення колеса вибирають більш твердий матеріал за НВ350, то , де  – початкове значення коефіцієнта концентрації навантаження за контактною міцністю (до припрацювання зубців), для одноступеневого циліндричного редуктора його беруть з даних у колонці 7 табл. 2.8.

Таблиця 2.7

Значення коефіцієнта точності виготовлення коліс передачі

Ступінь точності	6-й	7-й	8-й	9-й
	0,72	0,81	0,91	1,00

Таблиця 2.8

Значення коефіцієнта

b/d1* (b/dm1)	Рівень твердості поверхонь зубців**	Схема передачі
		1	2	3	4	5	6	7	8
0,2	а	1,70	1,40	1,30	1,18	1,08	1,04	1,02	1,00
	б	1,35	1,20	1,15	1,09	1,05	1,02	1,01	1,00
0,4	а	2,40	1,90	1,60	1,36	1,20	1,12	1,08	1,02
	б	1,70	1,45	1,30	1,18	1,10	1,06	1,05	1,01
0,6	а	3,10	2,40	2,00	1,60	1,34	1,24	1,14	1,06
	б	2,05	1,70	1,50	1,30	1,17	1,12	1,07	1,03
0,8	а	4,00	3,00	2,40	1,86	1,54	1,40	1,26	1,10
	б	2,50	2,00	1,70	1,43	1,27	1,20	1,13	1,05
1,0	а	–	3,60	2,80	2,12	1,80	1,60	1,40	1,20
	б	–	2,30	1,90	1,56	1,40	1,30	1,20	1,10
1,2	а	–	–	3,20	2,44	2,08	1,80	1,60	1,30
	б	–	–	2,10	1,72	1,54	1,40	1,30	1,15
1,4	а	–	–	–	2,80	2,40	2,00	1,80	1,42
	б	–	–	–	1,90	1,70	1,52	1,40	1,21
1,6	а	–	–	–	–	2,80	2,40	2,00	1,60
	б	–	–	–	–	1,90	1,70	1,50	1,30
* Для циліндричних передач для конічних передач . ** а – HВ2 ≤ 350; б – НRС2  ≥ 40. Примітка. У визначенні коефіцієнтів використовують інтерполяцію.

Коефіцієнт концентрації навантаження залежно від згинальної витривалості для тих самих умов виготовлення коліс обчислюють таким чином:

Якщо для виготовлення колеса вибирають твердіший матеріал за НВ350, то , де   –  початкове значення коефіцієнта концентрації навантаження за згинальною витривалістю (до припрацювання зубців), а розраховуючи одноступеневий циліндричний редуктор, його беруть з колонки 7 табл. 2.9; ,  – коефіцієнти динамічності за контактною та згинальною міцністю, беруть з табл. 2.10 та 2.11 відповідно.