Расчет на выносливость по контактным напряжениям

Расчетное контактное напряжение в полюсе зацепления зубчатой передачи выполняют для зубьев колеса, изготавливаемого из более мягкого материала, по формуле

(4.1)

Для расчета контактных напряжений по (4.1) сначала определяют окружную скорость в зацеплении по формуле

(4.2)

Затем устанавливают степень точности изготовления зубчатых колес. По ГОСТ 1643-72 для прямозубых колес при V£5 м/с и косозубых – при V£10 м/с назначают 8-ю степень точности; если VÎ(10,20) м/с, назначают 7-ю степень точности.

Для прямозубых передач k_H_a=1. Для косозубых и шевронных передач коэффициент k_H_a уточняют по графикам на рис.4. Каждая ветвь графика соот- Рис.4

ветствует степени точности, обозначенной цифрой.

Коэффициент k_H_b на наиболее опасной для прочности колеса стадии приработки выбирают из табл.7. Коэффициент динамичности k_HV определяют по табл.8, используя окружную скорость и степень точности изготовления зубчатых колес.

Допускаемое напряжение на контактную выносливость уточняется по формуле

(4.3)

где z_R, z_V, k_L, k_xH учитывают соответственно шероховатость поверхности, окружную скорость в зацеплении, влияние смазки и размеров зубчатых колес.

Таблица № 7 /4/

	Твердость поверхностей зубьев
y_bd	£ HB350	> HB 350
(b/d_m1)	I	II	III	I	II	III
0.4	1.15	1.04	1.0	1.33	1.08	1.02
0.6	1.24	1.06	1.02	1.50	1.14	1.04
0.8	1.30	1.08	1.03	-	1.21	1.06
1.0	-	1.11	1.04	-	1.29	1.09
1.2	-	1.15	1.05	-	1.36	1.12
1.4	-	1.18	1.07	-	-	1.16
1.6	-	1.22	1.09	-	-	1.21
1.8	-	1.25	1.11	-	-	-
2.0	-	1.30	1.14	-	-	-
Примечание: I - для консольного расположения зубчатых колес относительно подшипниковых опор на валу; II - для несимметричного расположения; III - для симметричного расположения.

Таблица № 8 /4/

		Окружная скорость v, м/с
Передача	Твердость	до 5
	зубьев	Степень точности

Прямозубая	£ HB 350	1.05	-	-	-
Прямозубая	> HB350	1.10	-	-	-
Косозубая	£ HB 350	1.0	1.01	1.02	1.05
и шевронная	> HB350	1.0	1.05	1.07	1.10

Если колесо изготавливают по 7-й степени точности z_R=0.9, если по 8-й z_R=0.95-1. z_V=1, если V£5м/с. При больших скоростях

z_V=0.85V^0.1. (4.4)

Для редуктора закрытого типа k_L=1. Колеса с диаметром d_a₂£700 имеют k_xH=1, при большем диаметре

(4.5)

Контактные напряжения s_Н не должны превышать допускаемые более, чем на 5-6 %:

(4.6)

Недогрузка свыше 20% нецелесообразна по экономическим соображениям. Если эти условия не выполняются, изменяют материалы зубчатых колес или их геометрию. В первом случае из табл.3 и 4 выбирают более прочные материалы зубчатой пары и пересчитывают допускаемое напряжение s_НРпо формуле (4.3). Если поверхностная твердость этих материалов также возрастает, необходимо уточнить коэффициент нагрузки k_H_b по табл.7 и пересчитать контактное напряжение на зубьях колеса по (4.1).

Если при неудовлетворительной выносливости проектировщик желает изменить геометрию зубчатых колес целесообразно увеличить в первую очередь коэффициент ширины венца. В этом случае расчет повторяют, начиная с выбора нового межосевого расстояния.