2.2.2 Определение допустимых напряжений
Допускаемые контактные напряжения для лимитирующего элемента передачи определяют как
где SH – коэффициент безопасности по контактным напряжениям.
Допускаемые изгибные напряжения определяют как
где SF – коэффициент безопасности по изгибным напряжениям.
Значения σ0Hlim, σ0Flim, SH, SF приведены в таблице 2.4.
2.2.3 Определение коэффициентов нагрузки
Вначале определяют примерную окружную скорость колеса (м/с), как
где Cv – коэффициент, зависящий от термообработки, выбирают по таблице 2.5;
ψа – коэффициент ширины колеса (отношение ширины колеса к межосевому расстоянию), задают в пределах от 0,10 до 0,25 для прямозубых передач, от 0,25 до 0,40 для косозубых и от 0,50 до 1,00 для шевронных передач из следующего ряда стандартных чисел: 0,100; 0,150; 0,200; 0,250; 0,315; 0,400; 0,500; 0,630; 1,000.
Далее из таблицы 2.6 выбирают степень точности передачи для обеспечения необходимой плавности хода.
Таблица 2.5 – Величина коэффициента влияния термообработки Cv,
Вид передачи |
Термообработка* |
||||
У1 + У2 |
ТВЧ1 + У2 |
Ц1 + У2 |
ТВЧ1 + ТВЧ2 З1 + З2 |
Ц1 + Ц2 |
|
Прямозубая |
13,0 |
14,0 |
15,5 |
17,5 |
21,0 |
Косозубая |
15,0 |
16,0 |
17,5 |
19,5 |
23,5 |
* У – улучшение; З – закалка объемная; ТВЧ – закалка поверхностная при нагреве ТВЧ; Ц – цементация |
|||||
Таблица 2.6 – Рекомендуемая степень точности передачи
Передача |
Окружная скорость v, м/с |
|||
менее 5 |
от 5 до 8 |
от 8 до 12,5 |
более 12,5 |
|
Прямозубая |
9 |
8 |
7 |
6 |
Косозубая |
9 |
9 |
8 |
7 |
Нагрузку в зацеплении определяют с учетом неравномерности ее распределения между зубьями по длине зуба, а также с учетом ее ударного приложения. Поэтому определяют коэффициенты нагрузки KН и KF.
KН = KНα KНβ KНv,
KF = KFα KFβ KFv,
где KНα и KFα – коэффициенты распределения нагрузки по контактной прочности и изгибной выносливости соответственно. Для прямозубых колес они равны единице, а для косозубых в зависимости от степени точности передачи (определяемой по номограмме из рисунка 2.2) их находят из таблицы 2.7, соответственно;
KНβ и KFβ – коэффициенты концентрации нагрузки по контактной прочности и изгибной выносливости соответственно. При изготовлении цилиндрических передач обычно выбирают материал для изготовления колес твердостью меньше 350 единиц по Бринелю (НВ2<350), тогда
если для изготовленя колеса выбирают более твердый материал чем НВ350, то KНβ = K 0Нβ,
где K 0Нβ – начальный коэффициент концентрации нагрузки по контактной прочности (до приработки зубьев), для различных схем передачи, изображенных на рисунке 2.3, его принимают по соответствующей колонке таблицы 2.8.
Рисунок 2.2 – Определение коэффициента KНα
(например, при v = 6,251 м/с для 7-й степени точности KНα = 1, 049)
Таблица 2.7 – Коэффициент точности изготовления колес передачи KFα
Степень точности |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0,72 |
0,81 |
0,91 |
1,00 |
Коэффициент концентрации нагрузки по изгибной выности KFβ, для тех же условий изготовления колес определяют как
если для изготовления колеса выбирают более твердый материал, чем НВ350, то KFβ = K 0Fβ,
где K 0Fβ – начальный коэффициент концентрации нагрузки по изгибной выносливости (до приработки зубьев) для различных схем передачи, изображенных на рисунке 2.3, его принимают по соответствующей колонке таблицы 2.9;
KНv и KFv – коэффициенты динамичности по контактной и изгибной прочности, принимают по таблице 2.10 и 2.11, соответственно.
Таблица 2.8 – Значения коэффициента K 0Нβ
b/d1* (b/dm1) |
Твердость поверхностей зубьев** |
Схема передачи |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
0,2 |
а |
1,70 |
1,40 |
1,30 |
1,18 |
1,08 |
1,04 |
1,02 |
1,00 |
б |
1,35 |
1,20 |
1,15 |
1,09 |
1,05 |
1,02 |
1,01 |
1,00 |
|
0,4 |
а |
2,40 |
1,90 |
1,60 |
1,36 |
1,20 |
1,12 |
1,08 |
1,02 |
б |
1,70 |
1,45 |
1,30 |
1,18 |
1,10 |
1,06 |
1,05 |
1,01 |
|
0,6 |
а |
3,10 |
2,40 |
2,00 |
1,60 |
1,34 |
1,24 |
1,14 |
1,06 |
б |
2,05 |
1,70 |
1,50 |
1,30 |
1,17 |
1,12 |
1,07 |
1,03 |
|
0,8 |
а |
4,00 |
3,00 |
2,40 |
1,86 |
1,54 |
1,40 |
1,26 |
1,10 |
б |
2,50 |
2,00 |
1,70 |
1,43 |
1,27 |
1,20 |
1,13 |
1,05 |
|
1,0 |
а |
– |
3,60 |
2,80 |
2,12 |
1,80 |
1,60 |
1,40 |
1,20 |
б |
– |
2,30 |
1,90 |
1,56 |
1,40 |
1,30 |
1,20 |
1,10 |
|
1,2 |
а |
– |
– |
3,20 |
2,44 |
2,08 |
1,80 |
1,60 |
1,30 |
б |
– |
– |
2,10 |
1,72 |
1,54 |
1,40 |
1,30 |
1,15 |
|
1,4 |
а |
– |
– |
– |
2,80 |
2,40 |
2,00 |
1,80 |
1,42 |
б |
– |
– |
– |
1,90 |
1,70 |
1,52 |
1,40 |
1,21 |
|
1,6 |
а |
– |
– |
– |
– |
2,80 |
2,40 |
2,00 |
1,60 |
б |
– |
– |
– |
– |
1,90 |
1,70 |
1,50 |
1,30 |
|
* Для
цилиндрических передач
для
конических передач
** а – HВ2 ≤ 350; б – НВ2 >350. Примечание – Использовать интерполяцию. Например, при b/d1 = 1,073, 5-й схеме передачи и твердости «а» из таблицы находят значения диапазона, в котором расположена искомая величина, b/d1 = 1,2 – 1,0 = 0,2 и 2,08 – 1,80 = 0,28. Затем определяют отклонение от начала диапазона 1,073 – 1,0 = 0,073. Потом находят приращение искомого параметра как 0,073·0,28/0,2 = 0,102. Затем получают результат 1,8 + 0,102 = 1,902 |
|||||||||
.Таблица 2.9 – Значения коэффициента K 0Fβ
b/d1* (b/dm1) |
Твердость поверхностей зубьев** |
Схема передачи |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
0,2 |
а |
1,53 |
1,31 |
1,23 |
1,15 |
1,07 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
б |
1,25 |
1,16 |
1,12 |
1,08 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
|
0,4 |
а |
2,01 |
1,67 |
1,46 |
1,27 |
1,16 |
1,09 |
1,06 |
1,04 |
б |
1,53 |
1,34 |
1,23 |
1,13 |
1,08 |
1,05 |
1,04 |
1,04 |
|
0,6 |
а |
2,47 |
2,01 |
1,74 |
1,46 |
1,26 |
1,16 |
1,08 |
1,06 |
б |
1,75 |
1,53 |
1,38 |
1,23 |
1,14 |
1,08 |
1,06 |
1,04 |
|
0,8 |
а |
3,03 |
2,41 |
2,01 |
1,62 |
1,41 |
1,31 |
1,21 |
1,08 |
б |
2,08 |
1,74 |
1,53 |
1,32 |
1,21 |
1,16 |
1,08 |
1,04 |
|
1,0 |
а |
– |
2,80 |
2,28 |
1,82 |
1,60 |
1,46 |
1,31 |
1,16 |
б |
– |
1,95 |
1,67 |
1,42 |
1,31 |
1,23 |
1,16 |
1,08 |
|
1,2 |
а |
– |
– |
2,54 |
2,04 |
1,80 |
1,60 |
1,46 |
1,23 |
б |
– |
– |
1,81 |
1,53 |
1,42 |
1,31 |
1,23 |
1,11 |
|
1,4 |
а |
– |
– |
– |
2,28 |
2,01 |
1,74 |
1,60 |
1,32 |
б |
– |
– |
– |
1,67 |
1,53 |
1,40 |
1,31 |
1,16 |
|
1,6 |
а |
– |
– |
– |
– |
2,23 |
2,01 |
1,74 |
1,46 |
б |
|
|
|
|
1,67 |
1,53 |
1,38 |
1,23 |
|
* Для
цилиндрических передач
для конических передач . ** а – HВ2 ≤ 350; б – НВ2 >350. Примечание. Использовать интерполяцию как в таблице 2.8 |
|||||||||
Рисунок 2.3
Таблица 2.10 – Значения коэффициента KНv
Степень точности |
Твердость поверхностей зубьев* |
Окружная скорость v, м/с |
|||||
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
||
6-я |
а |
1,03 1,01 |
1,06 1,02 |
1,12 1,03 |
1,17 1,04 |
1,23 1,06 |
1,28 1,07 |
б |
1,02 1,00 |
1,04 1,00 |
1,07 1,02 |
1,10 1,02 |
1,15 1,03 |
1,18 1,04 |
|
7-я |
а |
1,04 1,02 |
1,07 1,03 |
1,14 1,05 |
1,21 1,06 |
1,29 1,07 |
1,36 1,08 |
б |
1,03 1,00 |
1,05 1,01 |
1,09 1,02 |
1,14 1,03 |
1,19 1,03 |
1,24 1,04 |
|
8-я |
а |
1,04 1,01 |
1,08 1,02 |
1,16 1,04 |
1,24 1,06 |
1,32 1,07 |
1,40 1,08 |
б |
1,03 1,01 |
1,06 1,01 |
1,10 1,02 |
1,16 1,03 |
1,22 1,04 |
1,26 1,05 |
|
9-я |
а |
1,05 1,01 |
1,10 1,03 |
1,20 1,05 |
1,30 1,07 |
1,40 1,09 |
1,50 1,12 |
б |
1,04 1,01 |
1,07 1,01 |
1,13 1,02 |
1,20 1,03 |
1,26 1,04 |
1,32 1,05 |
|
* а – HВ2 ≤ 350; б – НВ2 >350. Примечания 1 В числителе приведены данные для цилиндрических прямозубых колес, а в знаменателе – для косозубых и конических. 2 Использовать интерполяцию как в таблице 2.8 |
|||||||
Таблица 2.11 – Значения коэффициента KFv
Степень точности |
Твердость поверхностей зубьев* |
Окружная скорость v, м/с |
|||||
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
||
6-я |
а |
1,06 1,02 |
1,13 1,05 |
1,26 1,10 |
1,40 1,15 |
1,58 1,20 |
1,67 1,25 |
б |
1,02 1,01 |
1,04 1,02 |
1,08 1,03 |
1,11 1,04 |
1,14 1,06 |
1,17 1,07 |
|
7-я |
а |
1,08 1,03 |
1,16 1,06 |
1,33 1,11 |
1,50 1,16 |
1,67 1,22 |
1,80 1,27 |
б |
1,03 1,01 |
1,05 1,02 |
1,09 1,03 |
1,13 1,05 |
1,17 1,07 |
1,22 1,08 |
|
8-я |
а |
1,10 1,03 |
1,20 1,06 |
1,38 1,11 |
1,58 1,17 |
1,78 1,23 |
1,96 1,29 |
б |
1,04 1,01 |
1,06 1,02 |
1,12 1,03 |
1,16 1,05 |
1,21 1,07 |
1,26 1,08 |
|
9-я |
а |
1,13 1,04 |
1,28 1,07 |
1,50 1,14 |
1,77 1,21 |
1,98 1,28 |
2,25 1,35 |
б |
1,04 1,01 |
1,07 1,02 |
1,14 1,04 |
1,21 1,06 |
1,27 1,08 |
1,34 1,09 |
|
* а – HВ2 ≤ 350; б – НВ2 >350. Примечания 1 В числителе приведены данные для цилиндрических прямозубых колес, а в знаменателе – для косозубых и конических. 2 Использовать интерполяцию как в таблице 2.8 |
|||||||