
- •Методическая разработка
- •I. Материалы, термическая и химико-термическая обработка
- •2. Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливость
- •3. Допускаемые напряжения изгиба при расчете на выносливость
- •4. Проектировочный расчет
- •5. Проверочный расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев
- •6. Проверочный расчет зубьев на выносливость
- •7. Пример расчёта
- •Решение
- •В качестве материала выбираем сталь 40х для шестерни и колеса
- •Определяем допускаемые контактные напряжения
- •Определяем допускаемые напряжения изгиба
- •Определение межосевого расстояния
- •Определение основных параметров зубчатых колес
- •Проверочный расчет на контактную выносливость
- •Проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе
- •Литература
- •Содержание
3. Допускаемые напряжения изгиба при расчете на выносливость
Допускаемые
напряжения при расчете на выносливость
Н/мм2,
определяют раздельно для шестерни и
колеса по формуле:
(8)
где
- предел выносливости зубьев при изгибе,
соответствующий базовому числу циклов
перемены напряжения (Н/мм2),
установлен для от нулевого цикла перемены
напряжения. Определяется в зависимости
от способа термической или химико-термической
обработки по табл. 4;
-
коэффициент безопасности,
.
-
коэффициент, учитывающий нестабильность
свойств материала зубчатого колеса и
ответственность зубчатой передачи.
Определяется в зависимости от способа
термической и химико-термической
обработки и заданной вероятности
неразрушения по табл. 4.
-
коэффициент, учитывающий способ
получения заготовки зубчатого колеса.
Для
поковок и штамповок:
;
Для
проката:
;
Для
литых заготовок:
.
-
коэффициент, учитывающий влияние
двухстороннего приложения нагрузки.
При
одностороннем приложении нагрузки
.
При
реверсивной симметричной нагрузке
;
-
коэффициент, учитывающий влияние
шлифования переходной поверхности
зуба. Для зубчатых колес с нешлифованной
переходной поверхностью зуба
;
-
коэффициент, учитывающий влияние
деформационного упрочнения или
электрохимической обработки переходной
поверхности. При отсутствии этих видов
упрочнений
;
-
коэффициент, учитывающий размеры
зубчатого колеса. Для объектов курсового
проектирования рекомендуется принимать
;
-
коэффициент, учитывающий шероховатость
переходной поверхности (выкружки зуба).
При колесе шероховатости поверхности
не ниже 4-го класса
;
-
коэффициент долговечности. Определяется
по формуле:
(9)
где
- при твердости рабочих поверхностей
,
а также для зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью зубьев независимо от твердости;
-
базовое число циклов перемены
напряжений;
- эквивалентное число циклов перемены
напряжений.
При
постоянной нагрузке
определяется по формуле (6).
При
>
следует принимать
.
Максимальное
значение
при
.
Таблица 4
Пределы выносливости, выраженные в местных напряжениях, для зубьев стальных зубчатых колёс
при работе зубьев одной стороной и коэффициенты безопасности. Предельные напряжения изгиба
-
Термическая обработка
Твёрдость зубьев
Марки сталей
, Н/мм2
при вероятности неразрушения
, Н/мм2
на поверхности
в сердцевине у основания
99%
Св. 99%
Нормализация, улучшение
HB 180 … 350
40, 45, 40Х, 45НХ, 45ХЦ, 35ХМ и др.
1,8 HB
1,75
2,2
4,6 HB
Объёмная закалка
HRC 45 … 55
40Х, 40ХН, 35ХМ и др.
600
27 HRC
Закалка ТВЧ сквозная с охватом впадин
HRC 45 … 55
40Х, 40НХ, 35ХМ и др.
550
31 HRC
Цементация
HRC 57...62
HRC 24…40
Легированные
800
23,5 HRC