2.3 Определение предельных допускаемых изгибных и контактных напряжений при расчёте на статическую прочность при кратковременных перегрузках

- предельно допустимые контактные напряжения для зубьев с цементацией

- предельно допустимые изгибные напряжения для зубьев с цементацией

(Для второй ступени)

2.4 Определение допускаемых напряжений при расчёте на контактную выносливость.

Исходные данные:

- расчётный крутящий момент на валу шестерни

- передаточное отношение рассчитываемой передачи

Материал шестерни:

В качестве материала шестерни принимаем Сталь 20Х после термообработки: 1. Цементация; 2.Закалка ТВЧ , что повышает твердость до HB = 56-63 HRC и σ_Т=650МПА

Материал колеса:

В качестве материала колеса принимаем Сталь 20Х после термообработки: 1. Цементация; 2.Закалка ТВЧ , что повышает твердость до HB = 56-63 HRC и σ_Т=650МПА

Для Стали 20Х с цементацией и закалкой ТВЧ:

HB = 56-63 HRC

[6, табл.8]

S_H=1,2 – коэффициент безопасности для зубчатых колес с цементацией зубьев. [6, табл.5]

Z_R=1 – коэффициент, учитывающий шероховатость активных поверхностей зубьев в случае, если принять 7 класс шероховатости и выше; [6, табл.7]

_нlimb=23HRC_p=23*59,5=1368,5Мпа – длительный предел контактной выносливости при знакопостоянном отнулевом цикле изменения напряжений.

- расчетная твердость

Базовое число циклов нагружений контактной выносливости:

N_но=30*HB_p^2,4=1,1*10⁸, [6, стр. 51] ,

где HB_P – расчётная твёрдость рабочих поверхностей зубьев;

N_но1=N_но2=N_но

N_ЕH=N_*K_EH – эквивалентное число циклов нагружений при заданной переменной нагрузке:

N_ЕHш=N_ш=104*10⁶

N_ЕHк=N_к=21*10⁶

K_EH=1– коэффициент приведения нагрузки к постоянной, эквивалентной по усталостному контактному разрушению(т.к. нагрузка постоянная, то коэффициент равен 1).

К_HL – коэффициент долговечности при расчёте на контактную выносливость

- допускаемое напряжение для шестерни при расчёте на контактную выносливость

- допускаемое напряжение для колеса при расчёте на контактную выносливость.

Слабым элементом с позиции контактной выносливости является шестерня, имеющая меньшие допускаемые напряжения. Все дальнейшие расчёты будем вести по ней.

2.5 Определение допускаемых напряжений при расчёте на изгибную выносливость

- длительный предел контактной выносливости при знакопостоянной нагрузке на зуб для цементируемых сталей; [6, табл.5]

- коэффициент безопасности для цементованных сталей; [6, табл.5]

, т.к. - коэффициент долговечности при расчёте на изгибную выносливость;

- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки на зуб при работе зуба одной стороной (в данном случае нагружение одностороннее);

- коэффициент, учитывающий масштабный фактор, принят в предположении, что диаметр колеса d_a<400мм, модуль m<10мм. [6, табл.7]

- коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности; принимаем чистовое шлифование переходной поверхности по [6, табл.7];

- коэффициент, учитывающий механическое упрочнение (в данном случае механическое упрочнение отсутствует);

K_EF=1– коэффициент приведения переменной нагрузки к постоянной, эквивалентной по усталостному изгибному разрушению(т.к. нагрузка постоянная, то коэффициент равен 1). Следовательно: N_EF1=N_EH1; N_EF2=N_EH2;