- •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