6.4. Проверочный расчёт зубчатого зацепления по пиковым напряжениям изгиба

Прочность зубьев, необходимую при пиковых нагрузках, оценивают по формуле:

σ_{F пик} = σ_F ≤ , (6.8)

где σ_{F пик} – напряжение изгиба при пиковой нагрузке, МПа;

σ_F – действующее напряжение изгиба при расчётном моменте, МПа;

Т_рi – расчётный момент, действующий в i-том зацеплении, Н·м;

Т_{р max} – максимальный (пиковый) момент (6.10), Н·м;

– предельное допускаемое напряжение изгиба, МПа.

Действующее напряжение при изгибе σ_F определяют по формуле:

σ_F = . (6.9)

Значение предельного допускаемого напряжения при изгибе для представленных сталей при твёрдости поверхности Н_НRC = 57…63 будет примерно равно = 1200 МПа.

При невыполнении условия (6.8) возможны два варианта.

В первом случае необходимо уточнить модуль m_n по действующему напряжению σ_{F пик} при пиковой нагрузке, что приведёт к его увеличению, и как следствие, к увеличению межосевого расстояния:

σ_{F пик} = ,

m_n = . (6.10)

По значению m_n, полученному по формуле (7.10), принимают ближайшее бóльшее значение нормального модуля m_n из стандартного ряда (раздел 3.3). По выбранному m_n уточняют значение межосевого расстояния:

а_ω = . (6.11)

При этом принимают наибóльшее значение а_ω, полученное при расчёте на контактную и изгибную прочность. Значение а_ω округляют до сотых кратно 0,2, 0,15 или 0,25.

Во втором случае увеличивают ширину зубчатого венца b_ω, что приведёт к снижению действующих напряжений при неизменных а_ω и m_n:

b_ω = . (6.12)

При этом должно выполняться условие:

ε_β = ≥ 1. (6.13)

Результаты расчётов заносят в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Определение модуля передачи

Расчётный вращающий момент Трi	Н∙м
Передаточное число ui	-
Допускаемые напряжения при изгибе	МПа
Коэффициент ширины зубчатого венца ψm	-
Делительное межосевое расстояние а	мм
Коэффициент KFα	-			Коэффициент KF
Коэффициент KFβ	-
Коэффициент KFυ	-
Коэффициент смещения хш	-			Коэффициент KFS
Приведённое число зубьев zυ	-
Коэффициент Yε	-
Угол наклона зуба β*	град		Коэффициент осевого перекрытия зуба εβ
Ширина зуба	мм
Модуль зацепления	мм
Коэффициент Yβ	-
Действующие напряжения при изгибе σF	МПа
Предельное напряжение изгиба	МПа
Напряжение при пиковой нагрузке σF пик	МПа
Нормальный модуль mn	мм
Межосевое расстояние аω	мм
Ширина зубчатого венца bω	мм