![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Isbn 5-7723-0681-2 Севмашвтуз, 2006 г.
- •1 Знаки, индексы и обозначения
- •2 Общие сведения о зубчатых передачах
- •2.1 Описание зубчатых передач
- •2.2 Виды зубчатых передач
- •2.3 Материалы зубчатых колес и термическая или химико-термическая обработка
- •2.4 Конструкция зубчатых колес
- •2.5 Способы нарезания зубьев
- •2.6 Нормы точности
- •3 Общие положения
- •4 Предварительные параметры передачи
- •5 Выбор материала шестерни и колеса
- •6 Допускаемые напряжения при расчете на прочность
- •6.1 Допускаемое контактное напряжение
- •6.2 Допускаемые напряжения изгиба
- •6.3 Допускаемое напряжение при расчете на контактную прочность при действии пиковой нагрузки
- •6.4 Допускаемое напряжение при расчете на изгибную прочность при действии пиковой нагрузки
- •7 Режимы нагружений и их учет в расчетах на выносливость
- •8 Расчетная нагрузка. Коэффициент нагрузки
- •9 Проектный расчет цилиндрической зубчатой передачи
- •Последовательность расчета
- •9.10 Проверочный расчет на контактную выносливость
- •9.11 Проверочный расчет на выносливость при изгибе
- •9.12 Проверочный расчет на контактную прочность при действии пиковой нагрузки
- •9.13 Проверочный расчет на изгибную прочность при действии пиковой нагрузки
- •10 Особенности расчета открытых цилиндрических и реечных передач
- •11 Особенности расчета соосных редукторов
- •12 Проектный расчет конической передачи с прямыми или круговыми зубьями
- •Последовательность расчета
- •13 Особенности расчета открытых конических зубчатых передач
- •14 Проектирование зубчатых колес
- •14.1 Конструкция цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления
- •14.2 Конструкция вал-шестерней
- •14.3 Конструкция цилиндрических зубчатых колес внутреннего зацепления
- •14.4 Конструкция конических зубчатых колес
- •14.5 Посадка зубчатых колес на валах
- •14.6 Допуски и предельные отклонения размеров цилиндрических зубчатых передач
- •14.7 Шероховатость поверхностей
- •15 Правила выполнения рабочих чертежей зубчатых колес
- •16 Смазывание зубчатых передач
- •Бабкин Александр Иванович Проектирование цилиндрических и конических зубчатых передач
- •Сдано в производство 19.10.2006. Подписано в печать 25.10.2006.
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
6 Допускаемые напряжения при расчете на прочность
6.1 Допускаемое контактное напряжение
Допускаемое
контактное напряжение
для всех прямозубых, а также для косозубых
передач с разностью твердостей
и
≤ 50 HB, равно меньшему из допускаемых
напряжений шестерни
и колеса
:
.
Для косозубых передач со значительной разницей твердостей поверхности зубьев (>70 НВ):
.
При этом должно выполняться условие:
.
Допускаемые
напряжения
и
определяют по общей зависимости:
Произведение
коэффициентов
и
,
учитывающих шероховатость поверхностей
зубьев и окружную скорость соответственно,
принимаем равным единице. Возможное
незначительное отклонение от единицы
учитывается при назначении коэффициента
запаса прочности
.
Тогда формула для допускаемого напряжения
принимает вид:
.
Предел
контактной выносливости
выбирают по табл. 6.1, в зависимости от
материала зубчатого колеса и средней
твердости поверхности зубьевН,
равной полусумме верхнего и нижнего
значений их твердости. Например, при
твердости зубьев шестерни
= 269...302 HB, получаем
= 285,5 HB.
Коэффициент
долговечности
определяют по табл. 6.2.
Таблица 6.1
Предел
контактной выносливости
поверхностных
слоев зубьев
Вид термической или химико-термической обработки |
Твердость поверхности H |
Материал |
|
Улучшение, нормализация |
350 HB |
Углеродистые и легированные стали |
|
Объемная закалка |
38-50 HRC |
Углеродистые и легированные стали |
|
Поверхностная закалка |
40-56 HRC |
Углеродистые и легированные стали |
|
Цементация, нитроцементация |
56-65 HRC |
Легированные стали |
|
Азотирование |
52-62 HRC |
Легированные стали |
1050 |
Таблица 6.2
Значение
коэффициента
Параметр |
Обозна-чение |
Метод определения |
Коэффициент долговечности |
|
Примечание: Если ZN < 1, то принимается ZN = 1. |
Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости |
|
Если твердость задана в HRC, то ее перевод можно осуществить по рис 6.1. |
Требуемый ресурс рассчитываемого зубчатого колеса в циклах |
|
При
переменном режиме нагружений в
формулу, определяющую
|
Число вхождений в зацепление зуба, рассчитываемого колеса за один оборот |
|
В соответствии с рис. 6.2. |
| ||
Рис. 6.1. Соотношение между значениями твердости в единицах HB и HRC | ||
| ||
Рис. 6.2. Число вхождений в зацепление зуба колеса за один его оборот |
Коэффициент
запаса прочности
равен произведению трех частных
коэффициентов запаса:
где
– минимальный коэффициент запаса: 1,1 -
для зубчатых колес с однородной структурой
материала (нормализованных, улучшенных,
объемно закаленных); 1,2 - для зубчатых
колес с поверхностным упрочнением;
–коэффициент
запаса: 1,13 - для передач, выход которых
из строя связан с тяжелыми последствиями,
1,0 - для остальных случаев;
–коэффициент
запаса, учитывающий упрощения (допущения)
при определении действующих и допускаемых
напряжений (
=
1,1...1,2).
При
расчетах конических зубчатых передач
частный коэффициент запаса
= 1, так как упрощенный характер расчета
учитывается непосредственно зависимостями,
которые дают несколько завышенные
результаты при определении действующего
напряжения.