Внимание

При проведении проверочного расчёта на контактную выносливость зубьев допускается перегрузка до 3% или недогрузки до 15%.

16. Проверочный расчёт конических колёс на отсутствие отслаивания твёрдого поверхностного слоя их зубьев

Для конических колёс с цементованными или нитроцементованными зубьями, дополнительно к проверке на контактную выносливость поверхностных слоёв зубьев (условие 15.1), необходима ещё и проверка на отсутствие отслаи-

вания твёрдого поверхностного слоя. Эта проверка проводится по следующему условию:

_H[_H]_кр ,

где _H– контактное напряжение, возникающее вблизи полюсной линии зубьев при номинальной нагрузке (см. раздел 15);

[_H]_кр– меньшее из допускаемых контактных напряжений [_H]_кр1 и [_H]_кр2 (см. раздел 11).

17. Проверочный расчёт конических колёс на отсутствие местной остаточной деформации или хрупкого поверхностного разрушения (растрескивания) их зубьев

Этот вид расчета проводится по условию

 _Hmax=_HT_пикK_Hmax/T_номК_H  _Hpmax , (17.1)

где _Hmax, _H– рабочие контактные напряжения, возникающие в зубьях колёс при нагружении, соответственно, пиковым T_пик и номинальным T_ном крутящими моментами;

K_Hmax, К_H– коэффициенты нагрузки зубьев контактными напряжениями при действии пикового и номинального крутящего момента;

_Hpmax – меньшее из допускаемых контактных напряжений _Hpmax1 и _Hpmax2 (рассмотренных в разделе 11).

Контактные напряжения _H и коэффициент нагрузки К_H, возникающие при действии номинального крутящего момента, были рассмотрены в разделе 15.

Под пиковым крутящим моментом T_пик обычно понимают максимальный крутящий момент T_max, возникающий при пуске двигателя под номинальной нагрузкой. Это обусловлено тем, что от других перегрузок зубчатые передачи должны быть надёжно защищены специальными предохранительными устройствами, например, предохранительными муфтами. Для электродвигателей отношение T_max/T_ном приведено в каталогах.

Коэффициент нагрузки K_Hmax определяется по зависимостям, рассмотренным в разделе 15, но при максимальном окружном усилии F_tmax=F_tT_max/T_ном

и коэффициенте динамичности приложения внешней нагрузки K_AS, возникающей при пуске привода. Значения коэффициента K_AS принимают по табл. 24 ГОСТ 21354-87.

18. Проверочный расчёт конических колёс на изгибную выносливость их зубьев

Проверка изгибной выносливости зубьев производится по условию:

Шестерни

 _F1=1920T_1номK_FУ_FS1/_Fd_e1(1-K_be)b₁m_te_1[ _F]₁ ;

колеса (18.1)

_F2=_F1У_FS2b₁_1/У_FS1b₂ _2[ _F]₂ .

В этих зависимостях:

_F1, _F2– напряжения изгиба, возникающие в корне зубьев шестерни и колеса при действии номинальной нагрузки, МПа;

T_1ном– номинальный крутящий момент на шестерне рассчитываемой ступени, Нм;

K_F– коэффициент нагрузки напряжениями изгиба (см. ниже);

У _FS1, У_FS2– коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса, определяемые для конических передач по графикам рис. 10 ГОСТ 21354-87 в зависимости от эквивалентного числа зубьев Z_V=(ZU²+1)/Ucos³_m и коэффициентов радиального смещения инструмента X₁ и X₂, но с увеличением на 20%;

_F– коэффициент изгибной прочности зубьев (см. зависимость 14.4);

d_e1– максимальный диаметр делительного конуса шестерни, мм;

b₁, b₂– длина зубьев шестерни и колеса, мм;

K_be=b₂/R_e– фактическое значение коэффициента длины зуба (где R_e– внешнее конусное расстояние);

m_te– максимальный торцовый модуль передачи, мм;

_1, _2– коэффициенты, учитывающие наличие касательной модификации зубьев шестерни и колеса, определяемые по формулам:

для зубьев шестерни _1=(1+0,6X_1)²;

для зубьев колеса _2=(1-0,6X_1)²;

где X_1– коэффициент касательной модификации зубьев шестерни (см. раздел 7);

[ _F]₁, [ _F]₂– допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса, МПа (см. раздел 12);

Коэффициент нагрузки K_F при расчётах зубьев конических колёс на изгиб определяется по формуле

K_F=K_AK_FVK_F,

где K_A– коэффициент динамичности внешней нагрузки (см. раздел 15);

K_F– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба (см. ниже);

K_FV– коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, возникающей в зацеплении, определяется по формуле

K_FV=1+(_FVb_w/F_tномK_A),

где дополнительно: _FV – окружная удельная динамическая сила, Н/мм (см. ниже);

b_w=b₂– рабочая длина зубьев, мм;

F_tном– номинальное окружное усилие зацепления, Н.

Окружная удельная динамическая сила _FV, Н/мм, для конических зубчатых передач определяется по следующей формуле

_FV=_Fg₀V_m1d_m1(U+1)/2U ,

где _F – коэффициент, учитывающий вид зубьев и твёрдость их рабочих поверхностей, назначается по нижеследующей таблице

Вид зубьев		F
Прямые	без модификации головок зубьев	0,16
	с модификацией головок зубьев	0,11
Круговые		0,06

g₀– коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса (для конических колёс определяется по табл. 9 ГОСТ 21354-87 в зависимости от модуля передачи m_tе и степени её точности по нормам плавности);

V_m1– окружная скорость на среднем диаметре d_m1, мм, делительного конуса шестерни, м/с;

U– фактическое передаточное число рассчитываемой ступени.

Коэффициент K_F, учитывающий неравномерность распределения (концентрацию) нагрузки по длине зуба, определяется по формуле

K_F= K^NF_H,

где NF– показатель степени, назначаемый по справочным данным [1, с.184 ].