8.2. Проверочный расчет на изгибную выносливость зубьев

Напряжение изгиба в опасном сечении на переходной поверхности зуба, МПа, определяется по формулам:

- для цилиндрических передач

- для конических передач

где: k_F - коэффициент нагрузки при расчете на изгибную выносливость. Определяется по формуле:

k_F = k_Fb k_Fv

k_F - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий. Определяется по графику черт. приложения 1.

k_Fv - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении. Определяется по табл. приложения 1.

Y_FS - коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений. Определяется по графику черт. приложения 1.

Y_ - коэффициент, учитывающий наклон зуба. Определяется по формуле

Далее определяется коэффициент Y, учитывающий перекрытие зубьев

Для прямозубых передач принимается равным Y_- =1. Для косозубых передач

Допускаемое напряжение (предполагается, что работа зубьев односторонняя)

Где: _Flim - предел выносливости зубьев при изгибе. Определяется по табл. 3

Таблица 3

Способ термообработки зубьев	Средняя твердость поверхностей зубьев	Сталь
1. Нормализация или улучшение	180…350 НВ	Углеродистая и легированная	1.75 HB
2. Объемная и поверхностная закалка	45…55 HRC		500
3. Цементация	Более 56 HRC	легированная	800

Y_N - коэффициент долговечности. Определяется по формуле:

но не менее 1 и не более 4

N_Flim - базовое число циклов напряжений. N_Flim = 4. 10⁶

S_F - коэффициент запаса прочности. Принимается равным 1.7.

9. Проектировочный расчет валов редуктора

Проектировочный расчет валов редуктора носит предварительный характер и сводится к определению диаметров участков вала в минимальном сечении.

Расчет на данном этапе производится по деформации кручения. Отсутствие учета изгибающего момента компенсируется понижением допускаемого напряжения на кручение.

Диаметр вала в минимальном сечении d , мм, определяется по формуле

где: T - крутящий момент на валу, Н м; [ ] = 15…25 МПа – допускаемое напряжение на кручение.

За минимальные принимаются следующие участки валов:

выходящие концы I и III валов двухступенчатого редуктора, на которые насаживаются соединительные полумуфты,

опорные участки второго (промежуточного) вала , сопрягаемые с внутренними кольцами подшипников качения.

Примечание:

1. Диаметр выходящего конца первого вала должен подчиняться требованию

d₁ >= 0.8 d_дв, где d_дв, - диаметр выходящего конца вала электродвигателя.

2. Полученные в результате вычисления диаметры должны быть округлены в большую сторону до стандартного ряда R_a 40. (раздел 5)

После определения минимальных диаметров целесообразно приступить к предварительной компоновке валов. Как правило, валы редукторов выполняются ступенчатой формы, при этом соседние участки должны отличаться на 5…10 мм. Диаметры опорных участков (слева и справа) рекомендуется принимать равными. Рекомендуется также выполнять шестерни за одно целое с валом (вал-шестерни), а ведомые зубчатые колеса закреплять на валах с помощью призматических шпонок.