3.2. Допускаемые напряжения в проверочном расчете на изгиб

Допускаемым напряжением определяются по формуле [ф. 5.11]:

,

где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений,МПа;

–коэффициент запаса прочности;

–коэффициент долговечности;

–коэффициент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений;

–коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхнос­ти;

–коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса.

Коэффициент запаса прочности определяется в зависимости от способа термической и химико-термической обработки [см. приложение 2]:

для нитроцементованной шестерни из стали марки 25ХГН = 1,55; для колеса из стали марки 40Х, закаленной при нагреве ТВЧ с закаленным слоем, повторяющим очертания впадины = 1,7.

Коэффициент долговечности находится по формуле [ф. 3.14]:

но не менее 1,

где – показатель степени [с. 14];

–базовое число циклов перемены напряжений, N_Flim = 410⁶ циклов;

–суммарное число циклов перемены напряжений, уже определены:

циклов,

циклов.

Так как и , то.

Коэффициент , учитывающий градиент напряжения и чувствитель­ность материала к концентрации напряжений, находится в зависимости от значения модуля m по формуле [ф. 5.12]:

.

Коэффициент , учитывающий шероховатость переходной поверхнос­ти выбираем в зависимости от вида обработки [т. 5.4]:

для нитроцементованной шестерни = 1,05; для колеса при закалке ТВЧ, когда закаленный слой повторяет очертание впадины = 1,05.

Коэффициент , учитывающий размер зубчатого колеса, определяется по формуле [ф. 5.13]:

,

.

Предел выносливости зубьев при изгибе , соответствующий базовому числу циклов напряжений, определяется по формуле [ф. 5.14]:

,

где – предел выносливости при отнулевом цикле изгиба, выбирается в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по таблицам приложения 2;

–коэффициент, учитывающий технологию изготовления;

–коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса;

–коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверх­ности зуба;

–коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности зуба;

–коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки;

Предел выносливости при отнулевом цикле изгиба , выбирается в зависимости от способа термической или химико-термической обработки [приложение 2]:

для нитроцементованной шестерни из стали марки 25ХГН = 1000 МПа, для колеса из стали марки 40Х, закаленной при нагреве ТВЧ с закаленным слоем, пов­торяющим очертания впадины = 580 МПа.

Коэффициент принимают , поскольку в технологии из­готовления шестерни и колеса нет от­ступ­­ле­ний от примеча­ний к соответствующим табл. приложения 2.

Коэффициент , учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса [c. 34]: Для поковки .

Коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверх­ности зуба , так как шлифование не используется [c. 34].

Коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной кривой , так как отсутствует деформационное упрочнение [c. 34].

Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки , так как одностороннее приложение нагрузки [c. 34].

Тогда:

Мпа,

Мпа.

Таким образом:

МПа,

МПа.

Сопоставим расчетные и допускаемые напряжения на изгиб:

,

.

Следовательно, выносливость зубьев при изгибе гарантиру­ется с вероятностью неразру­шения более 99 %.