2. Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливость

2.1. Допускаемое контактное напряжение Н/мм² для прямозубых передач определяют раздельно для шестерни и колеса по формуле:

(2)

где - предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжения, Н/мм², (определяют по табл. 3);

- коэффициент безопасности.

Для зубчатых колес с однородной структурой материала (нормализация, улучшение, объемная закалка).

Для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев (поверхностная закалка, цементация, азотирование);

- коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей. Значение , общее для шестерни и колеса, принимают для того из колес пары, зубья которого имеют более грубые поверхности. В курсовом проекте следует принимать ;

- коэффициент, учитывающий окружную скорость. В курсовом проекте рекомендуется принимать равным 1;

- коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса. В курсовом проекте рекомендуется принимать ;

- коэффициент долговечности.

Определяют по графику (рис. 3) или по формуле:

(3)

Таблица 3

Значения пределов контактной выносливости поверхности зубьев

Способ термической или химико-термической обработки	Средняя твёрдость поверхности зубьев	Стали	Формулы для расчета значений , Н/мм2
Отжиг, нормализация или улучшение	HB < 350	Стали углеродистые и легированные	2НВ + 70
Объёмная закалка	HRC 35 … 50		18HRC + 150
Поверхностная закалка	HRC 40 … 56		17HRC + 200
Цементация и Нитроцементация	HRC 54 … 64	Стали легированные	23HRC
Азотирование	HV 550 … 750		1,5HV

Примечание: В расчет принимают среднее значение твёрдости в пределах

допускаемого отклонения

1. Для однородной структуры материала принимают не более 2,6.

2. При

- для непостоянной нагрузки принимают ;

- для постоянной нагрузки коэффициент определяют по формуле:

(4) принимая значение не менее 0,9.

Рис. 1. График соотношения твердостей

- базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости. Определяют по графику (рис. 2) или по формуле:

, (5)

- эквивалентное число циклов перемены напряжений.

При постоянной нагрузке:

(6)

где - число вхождений в зацепление каждого зуба рассматриваемого колеса за один оборот;

- частота вращения, об/мин;

- срок службы (долговечность), ч.

2.2. Для косозубых и шевронных передач в качестве допустимого контактного напряжения при рекомендуемом соотношении твердости поверхности шестерни и колеса принимают условное допускаемое контактное напряжение, вычисляемое по формуле:

Рис. 2. График для определения базового числа циклов

перемены напряжений N_HO

Рис. 3. График для определения коэффициента

(7)

где и - определяются по методике, приведенной для прямозубых колес; - меньшее из значений и .