3.6 Расчет прямозубых и косозубых передач по изгибным напряжениям по гост 21354-87

Проверочная проверка по изгибным напряжениям для прямозубых и косозубых колес проводится методом сравнения действующего напряжения σ_F изгиба с допускаемым σ_FP, σ_F ≤σ_FP [1]:

, (3.25)

где F_t – окружная сила на делительном цилиндре в торцовом сечении, Н;

Y_FS – коэффициент, учитывающий влияние формы зуба и концентрации напряжений (чертеж 10 [1]);

Y_β – коэффициент, учитывающий влияние наклона зубьев (Y_β= (1–ε_β)∙β/120>0,7 здесь ε_β – коэффициент осевого перекрытия, ε_β=b_ω/p_x (b_w –ширина венца, p_x – осевой шаг), β – угол наклона зубьев);

Y_ε – коэффициент, учитывающий влияние перекрытия зубьев (при ε_β<1 – Y_ε=0,2+0,8/ε_α, при ε_β>1 – Y_ε=1/ ε_α, здесь ε_α – коэффициент торцового перекрытия);

K_F – коэффициент нагрузки, в свою очередь коэффициент равен

K_F= K_A K_FV K_Fβ K_Fα,

где K_A – коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку (не учтенную в циклограмме нагружения), таблица 21 приложения 4 [1];

K_FV – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку, таблица 13 [1];

K_Fβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии, таблица 13 [1];

K_Fα – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, таблица 13 [1];

B – ширина венца, мм;

m_n – нормальный модуль, мм (ГОСТ 9563-80) .

Проектировочный расчет осуществляется по определению нормального модуля m_n, с последующим уточнением по ГОСТ 9563-80 (таблица 11) по формуле [1]:

, (3.26)

где К_m – вспомогательный коэффициент: для прямозубой К_m=14, для косозубой и шевронной К_m=11,2;

T_2F – вращающий момент, Н∙м;

К_Fβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии, таблица 13 [1];

Y_FS1 – коэффициент формы зуба и концентрации нагрузки, определяется по рисунку 10 или по чертежу 10 [1];

u – передаточное число;

z₁ – число зубьев шестерни;

ψ_bd – коэффициент отношения ширины венца к делительному диаметру шестерни, ψ_bd=b/d₁;

σ_FP1 – допускаемое напряжение изгиба для шестерни, МПа.

Можно определить модуль при заданном межосевом расстоянии а_ω по формуле [1], затем уточнить его по ГОСТ 9563-80 (таблица 11):

, (3.27)

где К_ma – вспомогательный коэффициент: для прямозубой К_ma=1400, для косозубой К_ma=1100, для шевронной К_ma=850.

Допускаемые напряжения изгиба по ГОСТ 21354-87 определяются по выражению [1]:

, (3.28)

где σ_Flimb – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений, таблицы 14…17 [1];

Y_N – коэффициент долговечности, таблица 13 [1];

Y_R – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности, таблица 13 [1];

Y_X – коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса, Y_X=1,05–0,000125d;

Y_δ – опорный коэффициент, учитывающий чувствительность материала к концентрации напряжений, таблица 13 [1].