4 Допустимі напруження

4.1 Допустимі контактні напруження, МПа - (розраховують окремо для зубців шестірні і колеса )

[]_н = ; де -_нlim (табл.3.1) (4.1)

Таблиця 4.1-Границі витривалості та допустимі граничні напруження

Термообробка	Марка сталі	н lim, МПа	[]Н max, МПа	F lim, МПа	[]Fmax, МПа
Нормалізація Поліпшення	45,40Х, 40ХН, 35ХМ	2 +70	2.8 Т	1.8	2.7
Гартування після нагріву СВЧ по кон-туру зубців (m 3мм)	40Х, 40ХН, 35ХМ, 45ХЦ	17 ++ 200	40	550	1250
Гартування після нагріву СВЧ наскрізне (m < 3мм)		18 + + 150	2.8Т	600	1400
Цементація	20Х, 20ХНМ, 18ХГТ, 12ХНЗА, 25ХГНМ	23	40	750	1200
нітроцемен-тація	25ХГМ 25ХГТ	23	40	800	1520
азотування	40ХНМ 38Х2МЮ	1050	3.0	650	2.5

Примітки :

1. , , - середня твердість поверхонь зубців ;

2. При дії реверсивного навантаження _{F lim} зменшити на 20-25%;

S_н = 1.1 – для зубчастих коліс з однорідною структурою

(нормалізація, поліпшення, об’ємне гартування);

S_н = 1.2 – для зубчастих коліс із поверхневим зміцненням

(гартування після нагріву СВЧ по контуру, цементація,

нітроцементація, азотування).

Коефіцієнт довговічності К_HL враховує можливості збільшення допустимих напружень при еквівалентному числі циклів N_HE навантаження зубців за строк служби передачі, меншому від бази випробувань N_H0:

K_HL = 1 , (4.2)

N_H0=30Н , (4.3)

де Н_НВ – середня твердість зубців шестерні та колеса в одиницях Брінелля. Якщо твердість колес задана в одиницях Роквелла, то їх переводять в одиниці Брінелля.

НRC 35 45 47 48 51 53 55 57

HB 350 430 440 460 500 520 550 570 при ННRC57 N_H0=12010⁶.

При постійному режимі число циклів навантажень зубців колеса

N = . (4.4)

При визначенні N_HE для змінних навантажень (рис.2) не враховують пускові та короткочасні пікові навантаження, сумарне число циклів дії котрих менше N_ц .

За індивідуального графіку навантаження (рис.2 а)

N_HE = . (4.5)

За типового режиму навантаження (рис.2б)

N_HE = , (4.6)

де K_HE - (див.табл.4.2),

N_HE =N_HE U. (4.7)

Якщо N_HE N_H0, то приймають К_HL = 1,

за винятком режиму постійного навантаження, для якого :

К_HL = ; (4.8)

тут N_HE = ; К_НЕ = 1.0 – (табл.4.2.)

Якщо N_HE < N_H0 ,то К_HL розраховують за формулою (4.2) , але враховують такі обмеження:

- для однорідної структури матеріала зубця (ТО – нормалізація, поліпшення, об’ємне гартування) К_HL 2.6 ;

- для зубців з поверхневим зміцненням (гартування після нагріву СВЧ, цементація, нітроцементація, азотування) К_HL 1,8.

Ці обмеження пов’язані з тим, що при малому числі циклів навантажень значення К_HL і []_Н будуть великими, а тому з’являється небезпека статичного руйнування зубців.

Таблиця 4.2 - Коефіцієнт еквівалентності К_Е

Типовий режим навантаження	КНЕ	КFЕ
		mF = 6	mF = 9
Постійний	1.0	1.0	1.0
Важкий	0.5	0.30	0.20
Середній рівноймовірний	0.25	0.14	0.10
Середній нормальний	0.18	0.063	0.038
Легкий	0.125	0.038	0.016
Особливо легкий	0.063	0.013	0.004

Розрахункове допустиме контактне напруження для прямозубих коліс будь - якої твердості, а також для косозубих коліс із твердістю зубців Н_1,2 > HB 350

[]_нр=[]_нmin, (4.9)

а для косозубих коліс із твердістю H₁ > HB350, H₂ < HB350

]_нр=0,45([]_н1 + []_н2) 1.23 []_{н min}, (4.10)

Тут []_{н min} менше з двох значень []_н і []_н .

Розрахункові значення []_н округлити до цілого.

4.2 []_{н max} – (див.табл.3.1).

4.3 Допустимі напруження на втому при згині, МПа

( розраховують окремо для зубців шестірні та колеса )

[]_F= , (4.11)

_F - (див.табл.4.2);

S_F = 1,75 – при ймовірності неруйнування зубців 0,9.

K_FL = , N_F0 = . (4.12)

Для зубчастих коліс із твердістю поверхні зубців Н НВ350-m_F = 6;

Для зубчастих коліс із твердістю поверхні зубців Н > НВ350-m_F = 9.

За індивідуального графіку навантаження (рис 2а)

N_FE2= , (4.13)

N - див. формулу (4.4).

За типового режиму навантаження (рис.2б)

N_FE = N * K_FE , (4.14)

K_FE – знаходять з табл. 4.2 у зв’язку з прийнятим значенням m_F.

(4.15)

Якщо N_FE N_F0, то приймають K_FL =1 ;

Якщо N_FE N_F0, то K_FL розраховують за формулою (4.12),

але враховують такі обмеження :

при m_F = 6 K_FL 2.08 ;

при m_F = 9 K_FL 1.63.

4.4 []_{F max} – (див.табл.4.1).