3.2. Проектировочный расчет на изгибную выносливость

Как уже указывалось ранее, проектировочный расчет носит приближенный характер, поэтому после определения геометрических размеров необходимо проводить проверочный расчет в полном объеме. Формула расчета внешнего модуля в проектировочном расчете на изгиб имеет вид

, (3.12)

где T_1F – вращающий момент на шестерне, Нм; – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине зубчатого венца, выбираемый по кривым (рис. 3.1) в зависимости от , схемы передачи и твердости активных поверхностей зубьев; – коэффициент, учитывающий форму зуба; K_be – коэффициент, задаваемый или выбираемый с использованием расчетных зависимостей (3.2)–(3.3); – допускаемое изгибное напряжение.

Для зубчатых передач, изготовленных без смещения, рекомендуется принимать , так как в этом случае отсутствует подрезание ножки зубьев. В быстроходных передачах в целях уменьшения шума рекомендуется принимать. Число зубьев колеса.

Коэффициент , учитывающий форму зуба, выбираемый по кривым (см рис. 3.5) в зависимости от числа зубьев эквивалентного числа зубьев , . Углы наклона делительных конусов шестерни и колеса определяются из зависимости:

. (3.13)

Рис. 3.5. График определения коэффициент

Допускаемое изгибное напряжение , вычисляемое по формуле, МПа:

, (3.14)

где – базовый предел выносливости зубьев, определяемый в зави­симости от способа термической или химико-термической обработки по приложению 3; – коэффициент долговечности

Коэффициент долговечности определяют по формуле:

но не менее 1, (3.15)

где q_F – показатель степени;

N_Flim – базовое число циклов перемены напряжений;

N_К – суммарное число циклов перемены напряжений (при использовании метода эквивалентных циклов вместо N_К подставляют N_FE).

Для зубчатых колес с однородной струк­турой материала, включая закаленные при нагреве ТВЧ со сквозной закалкой, и зуб­чатых колес со шлифованной переходной поверхностью, независимо от твердости и термообработки их зубьев q_F = 6.

Для зубчатых колес азотированных, а также цементированных и нитроцементированных с нешлифованной переходной поверхностью q_F = 9.

Максимальные значения Y_N :

Y_{N max} = 4 при q_F = 6,

Y_{N max} = 2,5 при q_F = 9.

Базовое число циклов нагружения принимают циклов. Под базовым числом циклов нагружения понимают число циклов, соответствующее на диаграмме усталости переход наклонного участка кривой усталости в горизонтальный участок или участок с очень малым наклоном к оси циклов;

Суммарное число циклов перемены напряжений N_К определяется аналогично как в п. 3.1.

При нагрузках, изменяющихся во времени вместо N_К используется эквивалентное число циклов перемены напряжений N_FE.

При ступенчатой циклограмме нагружения N_FE (рис. 3.2) определяется по формуле:

, (3.16)

где . В том случае, когда, следует принимать= 0. При определенииN_FE можно исключать нагрузки, которым соответствуют напряжения , меньшие, чем .

При плавном характере циклограммы нагружения N_FE определяется по формуле:

, (3.17)

При такой циклограмме нагружения допускается приведение ее к одному из типовых режимов нагружения. При этом эквивалентное число циклов определяется по формуле:

, (3.18)

где значения приm_F = 6 и m _F= 9 (и) приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Значения и .

Режим нагружения
Тяжелый Средний равновероятный Средний нормальный Легкий	0.270 0.143 0.072 0.020	0.175 0.100 0.042 0.019

Для реверсивных передач полученное по формуле (3.11) значение следует уменьшить на 25%.