Допускаемые напряжения

3.3.1. Так как параметры в формулах [1, с.9, (3.1)…(3.5)] не изменились, то допускаемые контактные напряжения s_НР на сопротивление усталости равны принятым в табл. 2.6 проектировочного расчета.

3.3.2. Допускаемые изгибные напряжения при расчете на опротив-ление усталости [2, с.14]:

s _FР = s _{F lim b} Y_NY _d Y_RY_x / S_F, (3.1)

где s _{F lim b} - по табл. 2.7;

S_F – по [1, с.11, табл.3.3] для всех вариантов ТО можно принять S_F = 1,7;

Y_N = 1 (см. с.6);

Y _d = 1,082 – 0,172 lg m [2, с.14]:

– для цилиндрических передач:

при m, мм 1,5 2,0 2,5 3,0

Y _d 1,05 1,03 1,01 1,00

– для конических передач:

при m_te, мм 2,6316 3,5088

Y _d 1,01 0,99

Y_R = 1 – при шлифовании переходной поверхности;

Y_x = 1– при d £ 400 мм.

Результаты расчета по формуле (3.1) раздельно для z ₁ и z ₂ приведены в табл. 3.6. Так как отличие s _FР по ступеням редуктора очень незначительное (только по Y _d), то в табл. 3.6 приведены их усредненные значения.

3.3.3. Допускаемые контактные напряжения s _{НР max} при действии максимальной нагрузки [2, с.15] представлены в табл.3.6:

– для улучшения s _{НР max} = 2,8s_т ;

– для закалки ТВЧ и цементации s _{НР max} = 44 НRC _Э.

3.3.4. Допускаемые изгибные напряжения s _{FР max} при действии максимальной нагрузки [2, с.15]:

s _{FР max} = s _{F lim b} Y_{N max} K_stY_x / S_Fst, (3.2)

где параметры, входящие в эту формулу, сведены в табл.3.3.

Таблица 3.3

Параметры	Термообработка
У	ТВЧ	Ц
1. s F lim b , МПа
2. qF
3. YN max			2,5
4. Kst	1,3	1,3	1,2
5. Yx	1,0	1,0	1,0
6. SFst = 1,75 Yz *	1,75	1,75	1,75
Примечание. * - для поковок и штамповок Yz = 1

Величины s _{FР max} даны в табл. 3.6.

3.3.5. Допускаемые предельные глубинные напряжения при расчете на сопротоивление усталости для третьего варианта ТО – цементации (Ц1 + Ц2) определяются в зависимости от соотношения h_Н и h_t, где h_Н – глубина расположения наибольших глубинных касательных напряжений; h_t – толщина упрочненного слоя.

По формуле [2, с.17, (6.18)]:

h_Н = 1,52 (w_Ht r _v / E)^1/2 , мм,

где w_Ht = F_t K_H / b_W – удельная окружная сила, Н / мм;

r _v = 0,17 d ₁ u / [(u + 1) cos²b] – приведенный радиус кривизны зубьев в полюсе зацепления, мм, [2, с.16, формула (6.15)];

E = 2,1×10⁵ – модуль упругости, МПа.

По формуле [2, с.16, (6.12)] для цементации:

h_t = (0,28 m – 0,007 m ²) ± 0,2.

Результаты расчета h_Н и h_t с использованием данных из табл. 2.12, 2.13 и 3.2 сведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Редуктор	Параметры
тип	ступень	Ft, H	KH	bW, мм	wHt, Н/мм	d 1, мм	m, мм	r v, мм	hН, мм	ht, мм
Ц2	быстроходная		2,08			24,83	1,5	3,89	0,07	0,4
КЦ		1,58				3,5088	5,95	0,06	0,9
Ц2, КЦ	тихоходная		1,69			36,47	2,5	5,63	0,12	0,7
Примечание. Для конической передачи были приняты dm 1, b m = 35 0, mte.

Из табл.3.4 следует, что во всех случаях расчета цементованных зубьев

h_t > h_Н, т.е. опасная зона может располагаться либо:

а) в упрочненном слое и тогда [2, с.17, формула (6.20)]

s _НКР = 3,6 Н_eff (3.3)

где Н_eff – эффективная твердость упрочненного слоя [2, с.17, формула (6.22)]:

Нeff =	H 0	(3.4)
(H 0 / HK – 1)(hteff / ht)2 + 1

где h_teff = h_Н + 0,2 – эффективная толщина упрочненного слоя, мм;

б) на границе слоя и тогда по формуле [2, с.17, (6.23)]:

s_НКР = Н_К [0,8 (h_t / h_Н)² + 2,8] (3.5)

В формуле (3.4) Н ₀ – твердость поверхности зубьев, НV.

Результаты расчета по формулам (3.3)…(3.5) приведены в табл.3.5.

Таблица 3.5. Допускаемые напряжения s _НКР, МПа

Редуктор	Параметры
тип	ступень	Н 0	НК	ht	hН	hteff	Heff	s НКР (3.3)	s НКР (3.5)
Ц2	быстроходная			0,4	0,07	0,27
КЦ	0,9	0,06	0,26
Ц2,КЦ	тихоходная	0,7	0,12	0,32

За расчетное допускаемое напряжение s _НКР принимают наименьшие величины (в данном случае рассчитанные по формуле (3.3)).

3.3.6. Для удобства пользования все расчетные допускаемые напряжения сведены в табл. 3.6.

Таблица 3.6. Допускаемые напряжения зубчатых передач, МПа

Допускаемые напряжения	Термообработка по вариантам	Примечание
ТВЧ1	У2	ТВЧ1,2	Ц1, 2
s НР	быстроход. ст.				табл. 2.5
тихоход. ст.
s FР					(3.1)
s НР max
s FР max					(3.2)
s НКР	Ц2	быстроходная ступень		табл. 3.5
КЦ
Ц2, КЦ	тихоходная ступень