11 Проверочный расчет зубьев на отсутствие остаточных деформаций при действии пиковых нагрузок.

11.1 Определение допускаемых напряжений изгиба, гарантирующих отсутствие при перегрузках общих остаточных деформаций.

Допускаемое напряжение изгиба _Fpmax, МПа, гарантирующее отсутствие при пиковых нагрузках общей остаточной деформации или хрупкого излома зубьев, согласно данным [32, с. 52], определяют по следующей зависимости:

МПа (11.1)

Для шестерни:

,

где - предельное напряжение для зубьев при их изгибе пиковой нагрузкой шестерни, МПа;

– коэффициент запаса прочности при действии пиковой нагрузки, шестерни;

- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности зуба при действии пиковой нагрузки, шестерни;

- коэффициент, учитывающий размеры колеса;

Y_1st и Y_1stT – коэффициенты, учитывающие градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации нагрузки, соответственно, для рассчитываемого и испытываемого колеса при действии пиковых нагрузок.

Предельное напряжение для зубьев при их изгибе пиковой нагрузкой шестерни - МПа, [32, табл.18] вычисляют по следующей зависимости:

МПа (11.2)

где ⁽⁰⁾_{F1 st} – базовое значение предельного напряжения для зубьев шестерни при их изгибе пиковой нагрузкой, МПа;

Y_g1st – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба на его прочность при действии пиковых нагрузок шестерни;

Y_d1st – коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной поверхности зуба на его прочность при действии пиковых нагрузок, у шестерни.

Базовое значение предельного напряжения для зубьев шестерни при их изгибе пиковой нагрузкой ⁽⁰⁾_{F1 st}, по [32, табл. 19]

⁽⁰⁾_{F1 st}=1690 МПа.

Коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба на его прочность при действии пиковых нагрузок шестерни - Y_g1st, по [32, табл. 18] Y_g1st=1.

Коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной поверхности зуба на его прочность при действии пиковых нагрузок, у шестерни Y_d1st, Согласно [32, табл. 18], Y_{d st} = 1,

В нашем случае имеем: ⁽⁰⁾_{F1 st}=1690 МПа; Y_g1st=1; Y_{d st} = 1. Тогда расчетное значение предельного напряжения для зубьев при их изгибе пиковой нагрузкой шестерни составит

, МПа

Коэффициент запаса прочности при действии пиковой нагрузки, шестерни - , [32, табл. 18], определяют по следующей зависимости:

(11.3)

где Y_Z1 – коэффициент, учитывающий способ получения заготовок зубчатых колес;

S_y1 – коэффициент, зависящий от марки стали и способов термоупрочнения зубьев.

Коэффициент, учитывающий способ получения заготовок зубчатых колес - Y_Z1 [32, табл.13], для проката Y_Z = 0.9.

Коэффициент, зависящий от марки стали и способов термоупрочнения зубьев - S_y1, для сталей и термообработок, [32, табл.19] имеем S_y1 = 1,75

Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности зуба при действии пиковой нагрузки, [32, в табл. 19], Y_R1st = 1.

Y_1st и Y_1stT – коэффициенты, учитывающие градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации нагрузки, соответственно, для рассчитываемого и испытываемого колеса при действии пиковых нагрузок для условий, отраженных в [32, табл. 19] Y_{ st} / Y_{ stT} = 1;

Коэффициент учитывающий размеры зубчатого колеса , по формуле (40.4). В нашем случае имеем: =1690 МПа; =1.75; =1; =1;Y_1st/Y_1stT=1. Тогда расчетное значение допускаемого напряжения изгиба шестерни составит

, МПа

Для колеса:

,

где - предельное напряжение для зубьев при их изгибе пиковой нагрузкой колеса, МПа;

– коэффициент запаса прочности при действии пиковой нагрузки, колеса;

- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности зуба при действии пиковой нагрузки, колеса;

- коэффициент, учитывающий размеры колеса;

Y_2st и Y_2stT – коэффициенты, учитывающие градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации нагрузки, соответственно, для рассчитываемого и испытываемого колеса при действии пиковых нагрузок.

Предельное напряжение для зубьев при их изгибе пиковой нагрузкой колеса - МПа, [32, табл.18] вычисляют по следующей зависимости:

МПа (11.4)

где ⁽⁰⁾_{F2 st} – базовое значение предельного напряжения для зубьев колеса при их изгибе пиковой нагрузкой, МПа;

Y_g2st – коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба на его прочность при действии пиковых нагрузок колеса;

Y_d2st – коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения переходной поверхности зуба на его прочность при действии пиковых нагрузок, у колеса.

Базовое значение предельного напряжения для зубьев колеса при их изгибе пиковой нагрузкой ⁽⁰⁾_{F2 st}, по [32, табл. 19]

⁽⁰⁾_{F2 st}= МПа. В нашем случае имеем: ⁽⁰⁾_{F2 st}=1395МПа. Тогда расчетное значение предельного напряжения для зубьев при их изгибе пиковой нагрузкой колеса составит

, МПа

Коэффициент запаса прочности при действии пиковой нагрузки, колеса - , [32, табл. 18], определяют по следующей зависимости:

(11.4)

где Y_Z2 – коэффициент, учитывающий способ получения заготовок зубчатых колес;

S_y2 – коэффициент, зависящий от марки стали и способов термоупрочнения зубьев.

Коэффициент, учитывающий способ получения заготовок зубчатых колес - Y_Z2 [32, табл.13], для поковки Y_Z2 = 1.

Коэффициент, зависящий от марки стали и способов термоупрочнения зубьев - S_y2, для сталей и термообработок, [32, табл.19] имеем S_y2 = 1,75. В нашем случае имеем: Y_Z2=1; S_y2 = 1,75. Тогда расчетное значение коэффициента запаса прочности при действии пиковых нагрузках составит:

Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности зуба при действии пиковой нагрузки, [32, в табл. 19], Y_R2st = 1.

Y_2st и Y_2stT – коэффициенты, учитывающие градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации нагрузки, соответственно, для рассчитываемого и испытываемого колеса при действии пиковых нагрузок для условий, отраженных в [32, табл. 19] Y_2st / Y_2stT = 1;

Коэффициент учитывающий размеры зубчатого колеса ,. В нашем случае имеем: =1395 МПа; =1.75; =1; =1;Y_2st/Y_2stT=1. Тогда расчетное значение допускаемого напряжения изгиба шестерни составит

, МПа