Определение допускаемых контактных напряжений.
Допускаемые контактные напряжения определяются аналогично тому, как это было сделано для цилиндрических передач.
Режимы работы передачи определяются точно также. N0 – базовое число циклов, NE – эквивалентное число циклов. Показатели степени кривой выносливости m = 6 (HB≤350) и m = 9 (HB≥350)
Допускаемое контактное напряжение
при
.
Если,
,
то
.
При этом допускаемый предел контактной
выносливости вычисляется аналогично
тому, как это было сделано для цилиндрических
передач. Отдельно определяется допускаемое
напряжение для шестерни и колеса.
Допускаемое напряжение для передачи в
целом находят по меньшему из двух
значений:
Соотношение твёрдостей материалов шестерни и колеса примерно такое же, как и для цилиндрических передач, то есть для нормализованных и улучшаемых сталей шестерня должна быть немного твёрже колеса, а для сталей закаливаемых и подвергаемых термической и химико-термической обработке твёрдости должны быть одинаковыми.
Проверочный расчёт на изгиб конической передачи с круговыми зубьями.
Изгибное напряжение для кругового зуба конического колеса дадим здесь без вывода. Оно вычисляется по формуле:
Коэффициент 2.72 указывает на то, что в конической передаче расчётные напряжения принимаются увеличенными по сравнению с аналогичной передачей цилиндрической, так как в конической передаче эти напряжения опаснее. Очевидно, это происходит оттого, что сечение конического зуба переменно, следовательно, в его расчётах есть большая неопределённость. Чтобы компенсировать эту неопределённость, которая следует из невозможности точного расчёта зуба на изгиб и вводят этот коэффициент. Он найден экспериментальным путём.
YF2 – коэффициент прочности или формы зуба колеса (для шестерни - YF1). Эти коэффициенты выбираются также как и для прямозубых колёс, но по так называемому биэквивалентному числу зубьев. Биэквивалентное число зубьев зависит от угла конуса и угла закругления зуба и вычисляется соответственно для шестерни и колеса по формулам:
KF – коэффициент нагрузки, зависящий от степени точности, окружной скорости и т.д., аналогично коэффициенту, который вычисляли для прямозубых передач.
mte – внешний окружной модуль, de2 – внешний делительный диаметр колеса, b – ширина зуба.
υF - коэффициент, зависящий от термообработки и передаточного числа. Этот коэффициент вычисляют также, как соответствующий коэффициент для расчёта конической передачи на изгиб, но по другим формулам.
1. Если твёрдость рабочих поверхностей шестерни и колеса HB ≤ 350, то:
.
2. Если твёрдость шестерни выше 45HRC, а твёрдость колеса ниже 350HB, то:
.
3. Если твёрдость шестерни и колеса
выше 45HRC, то:
Если выше было определено напряжение изгиба для конического колеса, то для конической шестерни изгибное напряжение можно будет вычислить через коэффициент формы зуба:
Допускаемые напряжения вычисляются аналогично допускаемым напряжениям цилиндрических передач. Тоже самое относится и к расчёту по кратковременным нагрузкам, только соответствующие коэффициенты немного отличаются, но мы их здесь не приводим, так как этот расчёт может быть изучен самостоятельно.