3.3. Допускаемые напряжения

3.3.1. Так как параметры в формулах [1, с.9, (3.1)…(3.5)] не изменились, то допускаемые контактные напряжения _НР на сопротивление усталости равны принятым в табл. 2.6 проектировочного расчета.

3.3.2. Допускаемые изгибные напряжения при расчете на опротив-ление усталости [2, с.14]:

_FР = _FlimbY_NY_Y_RY_x / S_F , (3.1)

где _Flimb - по табл. 2.7;

S_F – по [1, с.11, табл.3.3] для всех вариантов ТО можно принять S_F = 1,7;

Y_N = 1 (см. с.6);

Y_ = 1,082 – 0,172 lgm [2, с.14] :

– для цилиндрических передач:

при m, мм 1,5 2,0 2,5 3,0

Y_ 1,05 1,03 1,01 1,00

– для конических передач:

при m_te , мм 2,6316 3,5088

Y_ 1,01 0,99

Y_R = 1 – при шлифовании переходной поверхности;

Y_x = 1– при d  400 мм.

Результаты расчета по формуле (3.1) раздельно для z₁ и z₂ приведены в табл. 3.6. Так как отличие _FР по ступеням редуктора очень незначительное (только по Y_), то в табл. 3.6 приведены их усредненные значения.

3.3.3. Допускаемые контактные напряжения _НРmax при действии максимальной нагрузки [2, с.15] представлены в табл.3.6:

– для улучшения _НРmax = 2,8_т ;

– для закалки ТВЧ и цементации _НРmax = 44НRC_Э.

3.3.4. Допускаемые изгибные напряжения _FРmax при действии максимальной нагрузки [2, с.15] :

_FРmax = _FlimbY_NmaxK_stY_x / S_Fst , (3.2)

где параметры, входящие в эту формулу, сведены в табл.3.3.

Таблица 3.3

Параметры	Термообработка
	У	ТВЧ	Ц
1. Flimb , МПа	500	550	775
2. qF	6	6	9
3. YNmax	4	4	2,5
4. Kst	1,3	1,3	1,2
5. Yx	1,0	1,0	1,0
6. SFst = 1,75 Yz*	1,75	1,75	1,75
Примечание. * - для поковок и штамповок Yz = 1

Величины _FРmax даны в табл. 3.6.

3.3.5. Допускаемые предельные глубинные напряжения при расчете на сопротоивление усталости для третьего варианта ТО – цементации (Ц1 + Ц2) определяются в зависимости от соотношения h_Н и h_t , где h_Н – глубина расположения наибольших глубинных касательных напряжений; h_t – толщина упрочненного слоя.

По формуле [2, с.17, (6.18)] :

h_Н = 1,52 (w_Ht_v / E)^1/2 , мм,

где w_Ht = F_t K_H / b_W – удельная окружная сила, Н / мм;

_v = 0,17d₁u / [(u + 1) cos²] – приведенный радиус кривизны зубьев в полюсе зацепления, мм, [2, с.16, формула (6.15)] ;

E = 2,110⁵ – модуль упругости, МПа.

По формуле [2, с.16, (6.12)] для цементации :

h_t = (0,28m – 0,007m²)  0,2.

Результаты расчета h_Н и h_t с использованием данных из табл. 2.12, 2.13 и 3.2 сведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Редуктор		Параметры
тип	ступень	Ft , H	KH	bW, мм	wHt, Н/мм	d1, мм	m , мм	v, мм	hН, мм	ht, мм
Ц2	быстроходная	1250	2,08	25	103	24,83	1,5	3,89	0,07	0,4
КЦ		1140	1,58	29	62	27	3,5088	5,95	0,06	0,9
Ц2, КЦ	тихоходная	5150	1,69	36	242	36,47	2,5	5,63	0,12	0,7
Примечание. Для конической передачи были приняты dm1 , m = 35 0, mte.

Из табл.3.4 следует, что во всех случаях расчета цементованных зубьев

h_t > h_Н , т.е. опасная зона может располагаться либо :

а) в упрочненном слое и тогда [2, с.17, формула (6.20)]

_НКР = 3,6Н_eff (3.3)

где Н_eff – эффективная твердость упрочненного слоя [2, с.17, формула (6.22)]:

Нeff =	H0	(3.4)
	(H0 / HK – 1)(hteff / ht)2 + 1

где h_teff = h_Н + 0,2 – эффективная толщина упрочненного слоя, мм;

б) на границе слоя и тогда по формуле [2, с.17, (6.23)] :

_НКР = Н_К [0,8 (h_t / h_Н)² + 2,8] (3.5)

В формуле (3.4) Н₀ – твердость поверхности зубьев, НV.

Результаты расчета по формулам (3.3)…(3.5) приведены в табл.3.5.

Таблица 3.5. Допускаемые напряжения _НКР , МПа

Редуктор		Параметры
тип	ступень	Н0	НК	ht	hН	hteff	Heff	НКР (3.3)	НКР (3.5)
Ц2	быстроходная	750	350	0,4	0,07	0,27	488	1760	10120
КЦ				0,9	0,06	0,26	685	2470	63980
Ц2,КЦ	тихоходная			0,7	0,12	0,32	605	2180	10510

За расчетное допускаемое напряжение _НКР принимают наименьшие величины (в данном случае рассчитанные по формуле (3.3)).

3.3.6. Для удобства пользования все расчетные допускаемые напряжения сведены в табл. 3.6.

Таблица 3.6. Допускаемые напряжения зубчатых передач, МПа

Допускаемые напряжения		Термообработка по вариантам				Примечание
		1		2	3
		ТВЧ1	У2	ТВЧ1,2	Ц1, 2
НР	быстроход. ст.	560		740	975	табл. 2.5
	тихоход. ст.	650		890	1230
FР		330	300	330	470	(3.1)
НРmax		2220	2100	2220	2620
FРmax		1630	1490	1630	1330	(3.2)
НКР	Ц2	быстроходная ступень			1760	табл. 3.5
	КЦ				2470
	Ц2 , КЦ	тихоходная ступень			2180