Значения

Термическая обработка	Твёрдость поверхностей зубьев	, МПа
Нормализация, улучшение	НВ  350	2НВ + 70
Объёмная закладка	HRC 40…50	18HRC + 150

Окончание таблицы 3.4

Поверхностная закладка	HRC 40…56	17HRC + 200
Цементация, нитроцементация	HRC 54…64	23HRC
Азотирование	HRC 50…67	1050

Коэффициент безопасности при нормализации, улучшения или объемной закалке и , при поверхностной закалке, цементации или азотировании.

Коэффициент долговечности при переменных режимах на­грузки, обусловленных графиком нагрузки, рассчитывается по эк­вивалентному числу циклов

. (3.5)

В этой формуле базовое число циклов напряжений , зависящее от твердости поверхности зубьев, определяют по таблице 3.5.

, (3.6)

где n – частота вращения колеса, мин^-1; t – полный срок службы, ч., с – число зацеплений.

При переменной нагрузке (см. график нагрузки на бланке задания) эк­вивалентное число циклов служит для приведения различных моментов Т, каждый из которых действует в течение времени t, к какому-либо постоянному моменту, который и принимают в качестве расчетного.

За расчетный чаще всего принимают момент Т₁ (см. график на­грузки), хотя иногда рекомендуется брать Т_max. Пико­вые моменты T_max действуют непродолжительное время (как правило, в период пуска), и вслед­ствие малого числа циклов не вызывают усталости. По этим моментам проверяют макси­мальные напряжения при пере­грузке зубьев.

Эквивалентное число циклов напряжений при расчете на кон­тактную прочность:

(3.7)

Таблица 3.5

_{Значение циклов NH0}

Средняя твёрдость поверхностей зубьев	НВср	200	250	300	350	400	450	500	550	600
	HRCЭср	—	25	32	38	43	47	52	56	60
NH0, млн. циклов		10	16,5	25	36,4	52	68	87	114	143

Преобразуем эту формулу при трехступенчатом графике на­грузки, вынося за знак суммы частоту вращения n вследствие незначительного ее изменения при нагружении электродвигателя различными по значению моментами. Тогда:

, (3.8)

где c – число зацеплений зуба за один оборот колеса;

n – частота вращения рассчитываемого зубчатого колеса, мин^-1;

Т₁...Т₃ – вращающие моменты, передаваемые в течение времени t₁...t₃ (или ); t₁...t₃ - время действия моментов T₁...Т₃, ч.

Далее определяют допустимые напряжения шестерни и колеса , отдельно вычисляют N_HE [формула (3,7), К_HL [формула (3.5)] и допустимое напряжение [формула (3.4)]. После этого в качестве расчетного напряжения принимают: для прямозубых передач – меньшее из них, для косозубых передач, у которых зубья шестерни гораздо тверже зубьев колеса:

, (3.9)

Прочность зубьев по пиковым пусковым нагрузкам проверяют по формуле:

, (3.10)

где – допустимое напряжение, принятое в качестве расчётного, МПа;

Т_max –максимальный пиковый момент, (или );

Т₁ – расчётный момент, (или ).

Максимальное допустимое напряжение при перегрузках определяют по следующим формулам:

при НВ  350 (нормализация, улучшение):

, (3.11)

где – предел текучести, МПа;

при НВ > 350 (объёмная закалка, закалка ТВЧ, цементация):

, (3.12)

при азотировании:

, (3.13)

Эти формулы используют для расчёта размеров зубьев отдельно шестерни и колеса. Расчёт предпочтительно начинать с тихоходной пары, так как в большинстве случаев практики для быстроходной пары N_HE > N_H0, K_HL = 1, что упрощает расчёт.

3.3. Допускаемые контактные напряжения при расчёте

на усталость червячных передач

Допускаемые напряжения контактные и изгибные определяют для зубчатого венца червячного колеса в зависимости от материала зубьев, твёрдости витков червяка HRC (НВ), скорости скольжения V_CK (3.3), ресурса L_h по зависимостям приведённым в таблице 3.6 или по формуле (3.14):

, (3.14)

где – коэффициент зависящий от шероховатости поверхности червяка: для нешлифованного червяка =0,7; шлифованного, =0,82; шлифованного и полированного =0,95; - предел прочности материала червячного колеса, МПа (табл.3.3)

Таблица 3.6

Допускаемые напряжения для червячного колеса

Группа материалов	Червяк улучшенный,  35O HB	Червяк закален при нагреве ТВЧ,  45 HRC	Нереверсивная передача	Реверсивная передача
I
II	250-25	300-25
III	175-35	200-35

Примечание: – коэффициент, учитывающий износ материала

	1	2	3	4	5	6	7	8
	1,33	1,21	1,11	1,02	0,95	0,88	0,83	0,80