Прочность зубьев, необходимая для предотвращения остаточных деформаций, хрупкого излома или образования первичных трещин в поверхностном слое, определяют сопоставлением расчетного (максимального местного) и допускаемого напряжений изгиба в опасном сечении при действии максимальной нагрузки:
sFmax £ sFPmax.
Расчетное местное напряжение sFmax, определяют по формуле:
,
где КAS = 3– коэффициент внешней динамической нагрузки при расчетах на прочность от максимальной нагрузки;
КA = 1 – коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку, (определен ранее);
Тмах / TF = Кпер = 1,45(исходные данные).
Таким образом:
МПа,
МПа.
Допускаемое напряжение sFPmax определяют раздельно для зубчатых колес (шестерни и колеса) по формуле:
,
где σFSt – предельное напряжение зубьев при изгибе максимальной нагрузкой, МПа; определяем по приближённой зависимости:
σFSt ≈ σFlimb×YNmax×KSt
где σFlimb – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений, МПа;
|
|
σFlimb1 = 463,75 МПа σFlimb2 = 437,5 МПа
YNmax1,2 = 4 (т.к. qF = 6)– коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения.
KSt1,2 = 1,3 (т.к. qF = 6)– коэффициент, учитывающий различие между предельными напряжениями, определёнными при ударном, однократном нагружении и при числе ударных нагружений N = 103;
Тогда:
σFSt1 ≈ σFlim1×YNmax1×KSt1 = 463,75∙4∙1,3 = 2411,5 МПа,
σFSt2 ≈ σFlimb2×YNmax2×KSt2 = 437,5×4×1,3 = 2275 МПа.
SFSt = 1,75 – коэффициент запаса прочности;
YX – коэффициент учитывающий размер зубчатого колеса, определяется по формуле. YX1 = 1,041, YX2 = 1,028 (определены ранее).
коэффициент YRSt= 1 и отношение YdSt /YdStT = 1.
Получим:
Проверка условия прочности:
sFmax1 ≤ sFPmax1 → 352,093МПа ≤ 1434,498 МПа – условие выполнено;
sFmax2 ≤ sFPmax2 → 332,014 МПа ≤ 1336,4 МПа – условие выполнено.