2.2. Расчет допускаемых напряжений

Допускаемые контактные напряжения. Расчет на усталость рабочих поверхностей зубьев колес при циклических контактных напряжениях базируется на экспериментальных кривых усталости [1], которые обычно строят в полулогарифмических координатах (рис.2.1).

Рис. 2.1

Здесь: sH- наибольшее напряжение цикла,NH- число циклов нагружений,sH lim(sH0)* - предел выносливости материала,NHG(NH0) - базовое число циклов (абсцисса точки перелома кривой усталости).

____________________________________________________________________

* В расчётных формулах данного раздела в скобках приведены условные обозначения величин, принятые в технической литературе более ранних лет издания.

Допускаемое контактное напряжение рассчитывают для каждого зубчатого колеса передачи по формуле

,

где определяют по эмпирическим зависимостям, указанным в табл.2.2;

- коэффициент безопасности, рекомендуют назначатьS_H =1,1 при нормализации, термоулучшении или объемной закалке зубьев (при однородной структуре материала по всему объему);S_H=1,2 при поверхностной закалке, цементации, азотировании (при неоднородной структуре материала по объему зуба);

Z_N(K_HL) - коэффициент долговечности,

, но£2,6 приS_H= 1,1;

и £1,8 приS_H= 1,2.

Если , то следует принимать.

Коэффициент Z_Nучитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач ( приN_H<N_HG ).

Расчет числа циклов перемены напряжений выполняют с учетом режима нагружения передачи. Различают режимы постоянной и переменной нагрузки. При постоянном режиме нагрузки расчетное число циклов напряжений ,

где c- число зацеплений зуба за один оборот (для проектируемого одноступенчатого редукторас = 1);

- частота вращения того зубчатого колеса, по материалу которого определяют допускаемые напряжения, об/мин;

t– время работы передачи (ресурс) в часах;t = L_h.

Таблица 2.2

Термообработка	Твёрдость зубьев **			Группа сталей	МПа	SH	, МПа	SF	,	,
	на поверх- ности	в сердце- вине							МПа	МПа
1	2	3		4	5	6	7	8	9	10
Нормализация, улучшение	180...350 НВ			40, 45, 40Х 40ХН, 45ХЦ, 35ХМ и др.	2 HB+70	1.1	1,8HB	1,75	2,8×sт	2,74 НВ
Объёмная закалка	45...35 HRC			40Х, 40ХН, 45ХЦ, 36ХМ и др.	18 HRC +150		550		2,8×sт	1400
Закалка ТВЧ по всему контуру (модуль mn ³3 мм)	56...63 HRC 45...55 HRC		25...55 HRC 25...55 HRC	55ПП, У6, 35ХМ, 40Х, 40ХН и др.	17 HRCпов +200	1.2	900 650		40 HRCпов 40 HRCпов 40 HRCпов	1260 1260
Закалка ТВЧ сквозная с охватом впадины (модуль mn < 3 мм*)	45...55 HRC		45...55 HRC	35ХМ, 40Х, 40ХН и др.	17 HRCпов +200		550			1430