Расчет зубьев на выносливость при изгибе

Проверочный расчет на изгиб зубьев передачи осуществляют по формуле

(4.9)

Расчет производят для того колеса передачи, у которого отношение s_FP/Y_F меньше. Окружное усилие в зацеплении

(4.10)

Для прямозубых колес к_Fa=1; для косозубых и шевронных

(4.11)

где n степень точности изготовления колеса. Коэффициенты осевого e_a и торцового e_b перекрытия вычисляют по формулам

(4.12)

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки вдоль длины контактной линии k_Fb на наиболее опасной для прочности стадии приработки выбирают из табл.9. Коэффициент динамичности k_Fv определяют по формуле

(4.13)

в которой удельная окружная динамическая сила

(4.14)

Коэффициент d_F =0.016 для прямозубой передачи и d_F =0.006 для шевронной и косозубой. Коэффициент g₀ учитывает влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса и находится из табл.10.

Коэффициент формы зуба Y_F зависит от эквивалентного числа зубьев

(4.15)

где z=z₁, если расчет выполняют для шестерни, и z=z₂, если расчет производят для колеса. Для зубчатых колес без смещения Y_F находят из табл. 11 методом линейной интерполяции.

Таблица 9 /2/

	Твердость поверхностей зубьев
ybd	£ HB350	> HB 350
(b/dm1)	I	II	III	I	II	III
0.2	1.53	1.18	1.05	1.25	1.09	1.05
0.4	2.01	1.36	1.08	1.53	1.18	1.05
0.6	2.47	1.60	1.14	1.75	1.30	1.07
0.8	3.03	1.86	1.26	2.08	1.43	1.13
1.0	-	2.12	1.40	-	1.56	1.20
1.2	-	2.44	1.60	-	1.72	1.30
1.4	-	2.80	1.80	-	1.90	1.40
1.6	-	-	2.00	-	-	1.50
Примечание: I - для консольного расположения зубчатых колес на валу относительно подшипниковых опор; II - для несимметричного расположения; III - для симметричного расположения.

 

Таблица 10 /3/

Модуль mn,	Степень точности изготовления
мм
До 3.55
Св. 3.55 до 10
Св. 10

 

Таблица 11 /2/

zv
YF	4.26	4.07	3.90	3.78	3.70	3.68
zv						>180
YF	3.62	3.61	3.60	3.60	3.62	3.63

 

Коэффициент наклона линии зуба

(4.16)

Допускаемое напряжение на выносливость при изгибе

, (4.17)

Предел выносливости при базовом числе циклов нагружения вычисляют по формулам, приведенным в табл.4. Там же находятся коэффициенты безопасности s_F. Коэффициент k_Fc = 1 для нереверсивных и k_Fc = 0.75 - для реверсивных передач. Коэффициент долговечности k_FL =1, если истинное число циклов нагружения N_FE больше базового N_F0. В противном случае он вычисляется по формуле, аналогичной (2.2)

(4.18)

где N_F0 и N_FE определяют по формулам (2.3) и (2.4); показатель m=6 для зубьев, подвергнутых нормализации, m=9 при объемной поверхностной закалке и цементации. Коэффициент Y_s учитывает чувствительность материала к концентрации напряжений и выбирается из табл.12.

Таблица 12/3/

m, мм
Ys	1.11	1.03	1.00	0.97	0.96	0.93	0.925	0.92	0.915	0.91

 

Масштабный коэффициент k_Fx =1, если d_a£ 300. При больших размерах

(4.19)

Рассчитанные напряжения изгиба s_F не должны превышать допускаемые s_FР более, чем на 5-6 %. В противном случае изменяют материалы зубчатых колес или их размеры (обычно модуль зацепления). Затем расчет повторяют до тех пор, пока условие прочности не будет удовлетворено.