При расчете по контактным напряжениям коэффициент нагрузки

(12.4)

Коэффициент К_А учитывает внешнюю динамическую нагрузку и зависит от степени равномерности нагружения двигателя и исполнительного звена. Так, режим нагружения электродвигателя является равномерным, а многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания — средним неравномерным. Примером равномерного режима нагружения исполнительного звена являются равномерно работающие ленточные, пластинчатые конвейеры. Те же конвейеры для штучных грузов характеризуются малой неравномерностью. При равномерном режиме нагружения двигателя и режиме нагружения исполнительного звена с малой неравномерностью К_А=1.25

При задании нагрузки циклограммой моментов или типовым режимом нагружения (см. § 12.3), в которых учтены внешние динамические нагрузки, К_А=1

Коэффициент К_т учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий зубьев в зацеплении. Индекс у коэффициента принят в связи с тем, что неравномерность распределения нагрузки связана с изменением фактического угла наклона зуба (3 (см. рис. 14.1).

Коэффициент K_Hv учитывает внутреннюю динамику погружения в зацеплении, связанную прежде всего с погрешностями шагов зацепления шестерни и колеса. Индекс отражает основное влияние на его величину окружной скорости v (см. ниже).

Коэффициент К_H_а распределения нагрузки между одновременно зацеп ляющимися парами зубьев учитывает влияние ошибок окружного шага р и направления зубьев от погрешностей изготовления. Индекс у коэффициента связан с тем, что распределение нагрузки между зубьями рассматривается в нормальной плоскости, где измеряется угол зацепления а₀₎. Значение коэффициента К_На определяют в зависимости от степени точности п_ст («_ст = 5; 6; 7; 8; 9) по нормам плавности (см. § 11.12).

Для прямозубых передач:

Для косозубых передач:

Коэффициент К_н_β зависит от угла перекоса зубчатых колес и от податливости сопряженных зубьев. Угол перекоса, в свою очередь, зависит от деформации валов вследствие изгиба и упругих смещений опор, от схемы расположения передачи относительно опор, а для шестерен, нарезаемых на валах,— от закрутки вала, которая приводит к искривлению зуба. Относительный перекос сопряженных зубчатых колес вызывает неравномерное распределение нагрузки по длине контактных линий. Неравномерность распределения нагрузки тем больше, чем больше угол перекоса и ширина зубчатых колес и чем меньше угловая жесткость шестерен, выполненных за одно целое с валом.

Зубья зубчатых колес имеют способность прирабатываться, в результате чего распределение нагрузки становится более равномерным вследствие повышенного местного изнашивания. Способность к приработке понижается с повышением твердости и окружной скорости, вызывающими образование между зубьями устойчивого масляного слоя, защищающего их от износа.

Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы К⁰_H_β и после приработки К_H_β_.

Значение коэффициента К⁰_H_β определяют по табл. 12.3 в зависимости от ψ_bd=b₂/d₁, схемы передачи и твердости зубьев.

Значение коэффициента ψ_bd вычисляют по формуле

(12.6)

Выбор коэффициента ψ_bd ширины венца колеса см. в § 13.4.

Таблица 12.3. Значения коэффициента К⁰_H_β

Расположение шестерни относительно опор	Твердость поверхности зубьев колеса	Значения К⁰_H_β при ψ_bd
0,2	0,4	0,6	0,8	1,2	1,6
Консольное, опоры — шарикоподшипники Консольное, опоры — роликоподшипники Симметричное Несимметричное	< 350 НВ >350 И В < 350 НВ > 350 НВ < 350 НВ > 350 НВ < 350 И В > 350 НВ	1,08 1,22 1,06 1,08 1,01 1,01 1,03 1.06	1,17 1,44 1,12 1,23 1,02 1,02 1,05 1,12	1,28 1,19 1,43 1,03 1,04 1,07 1,20	1,27 1,04 1,07 1,12 1,29	1,07 1,16 1,19 1,48	1,11 1,26 1,28

Коэффициент К„„ определяют по формуле

(12.7)

где значения коэффициента К_w учитывающего приработку зубьев, находят по табл. 12.4 для зубчатого колеса с меньшей твердостью.

Таблица 12.4. Значения коэффициента К.

Твердость поверхностей зубьев Значения К, при v, м/с

250 НВ 350 НВ 45 HRC 50 HRC 60 HRC 0,38 0,59 0,70 0,76 0,80 0,44 0,62 0,73 0,78 0,82 0,49 0.67 0,76 0,80 0,84 0,54 0.69 0,78 0,81 0,85

Для снижения коэффициента K_Hf неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии следует располагать колеса симметрично относительно опор, увеличивать жесткость зубчатых колес, валов, опор (применять роликовые подшипники вместо шариковых), повышать точность изготовления (самих зубчатых колес, отверстий под опоры в корпусах и др.), применять бочкообразные зубья.

Внутренняя динамическая нагрузка (присущая самой передаче), которая учитывается коэффициентом К_H_β связана с ударами зубьев на входе в зацепление из-за ошибок шагов по основной окружности. Ошибки изготовления малы и компенсируются деформациями зубьев, зацепление происходит, но с ударом. Если основной шаг р_ь1 шестерни (рис. 12.6) меньше основного шага p_b₂ ведомого колеса, то последующая пара зубьев преждевременно входит в зацепление кромкой зуба колеса в точке s' до прихода в точку 5 линии зацепления NN. В точке s' происходит кромочный (по вершине зуба) удар, который увеличивает динамическую нагрузку и способствует задиру поверхностей зубьев.

При шаге шестерни больше шага колеса происходит запаздывание выхода из зацепления предшествующей пары зубьев, в результате чего последующая пара с ударом входит в контакт не в начале, а в середине рабочего участка линии зацепления — срединный удар.

При ударе увеличивается на F_w номинальная сила F_ном в зацеплении. Тогда полная динамическая нагрузка

Коэффициент внутренней динамической нагрузки K_Hv принимают по табл. 12.5 в зависимости от степени точности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей.

Таблица 12.5. Значения коэффициента K_Hv,

Степень точности Твердость поверхности зубьев колеса Значения K_Hv, при v, м/с

> 350 НВ < 350 НВ 1,02 1,01 1,03 1,01 1,06 1,03 1,09 1,03 1,10 1,04 1,16 1,06 1,16 1,06 1,25 1,09 1,20 1,08 1,32 1,13

> 350 НВ < 350 НВ 1,02 1,01 1,04 1,02 1,06 1,03 1,12 1,06 1,12 1,05 1,20 1,08 1,19 1,08 1,32 1,13 1,25 1,10 1,40 1,16

> 350 НВ < 350 НВ 1,03 1,01 1,05 1,02 1,09 1,03 1,15 1,06 1,15 1,06 1,24 1,10 1,24 1,09 1,38 1,15 1,30 1,12 1,48 1,19

Таблица 12.6. Значения коэффициента К_Fv

Степень точности Твердость поверхности зубьев колеса Значения K_Fv при v, м/с

> 350 НВ< 350 НВ 1,02 1,01 1,06 1,03 1,06 1,03 1,18 1,09 1,10 1,06 1,32 1,13 1,16 1,06 1,50 1,20 1,20 1,08 1,64 1,26

> 350 НВ< 350 НВ 1,02 1,01 1,08 1,03 1,06 1,03 1,24 1,09 1,12 1,05 1,40 1,16 1,19 1,08 1,64 1,25 1,25 1,10 1,80 1,32

> 350 НВ< 350 НВ 1,03 1,01 1,10 1,04 1,09 1,03 1,30 U2 1,15 1,06 1,48 1,19 1,24 1,09 1,77 1,30 1,30 1,12 1,96 1,38

> 350 НВ<350 НВ 1,03 1,01 1,111,04 1,09 1,03 1,33 1,12 1,17 1,07 1,56 1,22 1,28 1,111,90 1,36 1,35 1,14 1,45

Примечание. В числителе значения для прямозубых, в знаменателе для косозубых передач