3. Допускаемые напряжения изгиба по формуле

Коэффициент долговечности по формуле

здесь при= 0,1 - для среднего равновероятного режима (режим II).

q_F1- показатель кривой усталости правой ветви (при)

где k= 2,0…2,2 – для улучшенных колес.

- предел выносливости при изгибе из таблицы 3;

- максимальное значение напряжения изгиба зубчатых колес при кратковременных перегрузках.

 

Таблица 3. Механические свойства материалов зубчатых колес по ГОСТу 21354-87

Способ обработки зубьев	Твердость поверхности зубьев	Марка стали	, МПа	, МПа	, МПа	, МПа
Отжиг нормализация или улучшение	235 – 300 НВ 250 – 350 280 - 350	40, 45 40Х, 40ХН, 40ХФА, 40ХН2МА 18Х2Н4МА	~(450) 1,75НВ ~(600)	2НВ+70	6,5НВ
Объемная закалка автомат.	45…55 HRC	40Х, 40ХН, 40ХФА, 40ХН2МА	580	17НRС+100	2250 без никеля
Объемная закалка с обезуглероживанием	45…55 HRC	40ХН, 50ХН, 40ХН2МА	500		2500
		40Х, 40ХФА	460		2250
Закалка ТВЧ по контуру	48…58 HRC	40ХН, 40ХН2МА	680	17НRС+200	2200...2500	44НRС
	48…55 HRC	40Х, 35ХМ	580		1800
Цементация и закалка	57…63 HRC	20ХН, 20ХН2М, 12ХН2, 12ХН3А, 20ХН3А, 15ХГНТА	950	23НRС	2800	44НRС
		18ХГТ, 30ХГТ, 20Х, 20ХГР, 12Х2НА, 20Х2Н4А, 18Х2Н4ВА	820		2600
		20Х2Н4А, 20ХН3А, 18Х2Н4ВА	780		2400
		18ХГТ, 30ХГМ	680		2000
Нитроцементация и закалка	57…63 HRC	25ХГМ	1000	23НRС	2500	44НRС
		25ХГТ, 30ХГТ, 35Х	750		2250
Азотирование (заготовка улучшение)	700…950 HV	Твердость сердцевины (24…40) НRС 38Х2Ю, 38Х2МЮА	290+ 12 НRС	1050	1800	3 HV или 35 НRС2000 МПа
	550…750HV	40Х, 40ХФА, 40Х2НМА

 

т.к..

.

где k= 2,0…2,2 – для улучшенных колес.

- предел выносливости при изгибе из таблицы 6.3;

- максимальное значение напряжения изгиба зубчатых колес при кратковременных перегрузках.

Тогда допускаемые напряжения будут

где S_F= 1,7;Y_R= 1,2;Y_a= 1;= 1 (см. главу 7).

4. Предварительное межосевое расстояние по формуле:

где Т_1Н=Т₂ = 48,19 Нм – вращающий момент на шестерне;

К= 10 – ориентировочный коэффициент, зависящий от поверхностной твердости зубьев шестерни и колеса.

Из стандартного ряда принимаем = 140 мм.

Предварительная ширина венца

Предварительный делительный диаметр

Коэффициент ширины по диаметру

Окружная скорость зубчатых колес по формуле:

По найденной окружной скорости назначаем 9-ю степень точности зубчатой передачи (таблица 4).

Таблица 4

Степень точности по ГОСТ 1643 - 81	Vдоп - допустимая окружная скорость, м/с
	Прямозубых		Непрямозубых
	Цилиндр.	Конич.	Цилиндр.	Конич.
6 (передача повышенной точности)	до 20	до 12	до 30	до 20
7 (передача нормальной точности)	до 12	до 8	до 20	до 10
8 (передача пониженной точности)	до 6	до 4	до 10	до 7
9 (передача низкой точности)	до 2	до 1,5	до 4	до 3

 

Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность по формуле:

где К_А= 1,25 – коэффициент внешней динамики;

=1,02 – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения, связанную с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев колёс (по таблице 5);

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий по формуле:

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями при расчёте на контактную прочность

здесь

Таблица 5

Степень точности по ГОСТ 1643 - 81	Твёрдость поверхности зубьев колеса	Значения приv, м/с
		1	3	5	8	10
6	> 350 HB
	< 350 HB
7	> 350 HB
	< 350 HB
8	> 350 HB
	< 350 HB
9	> 350 HB
	< 350 HB

Примечание. В числителе - значение для прямозубых, а знаменателе приведены для косозубых колёс.

 

Уточненное значение межосевого расстояния по формуле:

где К_а= 410 – для косозубых передач;

= 0,4;

Т_1Н=Т₂= 48,19Нм;

= 529,75 МПа.

Из стандартного ряда принимаем = 140 мм.