Проверка изгибной выносливости зубьев

Расчетное условие: σ_F < [σ] _F. Выясним, по какому из колес считать, вычислив отношение  для колеса и шестерни.

Допускаемое изгибное напряжение:

 

, где  - предел выносливости при эквивалентном числе циклов нагружения.

 

Принимаем

Y_S = 1 – коэффициент, учитывающий чувствительность материала к концентрации напряжений. Для m = 2..5 мм принимается равным 1.

Y_R = 1 - коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности. Принят 7-й класс чистоты.

Y_χF = 1 - коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса. Для d₁ < 500 принимаем равным 1.

K_Fg = 1 - коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности – переходная поверхность не шлифуется.

K_Fd = 1 – деформационного упрочнения переходной поверхности не предусматривается.

K_Fl = 1 – нагрузка односторонняя.

- коэффициент долговечности [1].

Для шестерни

N_F0 = 4*10⁶ [1].

N_FE3 = N_FE2 = 246*10⁶.

< 1,

 

принимаем K_FL = 1.

S_F = S_F^’ = 2.2 [1, табл. 24] – коэффициент безопасности.

σ_Flimb⁰ = 1.8*HB = 1.8*220 = 395 МПа.

[σ]_F3 = = 180 МПа.

Для колеса

N_FE4 = 109,8*10⁶

< 1,

 

принимаем K_FL = 1.

S_F = S_F^’ = 2.2 [1, табл. 24] – коэффициент безопасности.

σ_Flimb⁰ = 1.8*HB = 1.8*192 = 346 МПа.

[σ]_F4 = =157 МПа.

Y_F3 = 3.8 [1, табл. 4] – коэффициент, зависящий от формы зуба;

Y_F4 = 3.62 [1, табл. 4].

 

47,4; 43,4.

 

Более слабым элементом является колесо. По нему проверим изгибную прочность:

 

.

 

Берем Y_F = Y_F4 = 3.6. K_Fβ = 1.1 [1, табл. 20] ( ).

K_Fα = 1 – для прямозубой передачи.

K_FV =1 + ;

 

 Н/мм,

δ_F = 0.016 [1, табл. 22]; q = 73 [1, табл. 21] – степень точности по нормам плавности.

 

 Н/мм.

 

K_FV =1 + .

69,5 МПа

Изгибная прочность обеспечена.

 

Проверка на контактную прочность при действии максимальных нагрузок

Расчетное условие: σ_Hmax < [σ]_Hmax.

σ_H = 362 МПа;

σ_Hmax = σ_H ,

K_пер = 2,35 – коэффициент перегрузки (см. проверочный расчет быстроходной передачи).

σ_Hmax = 362 = 555 МПа.

Для стали 45 улучшенная, отпуск предел текучести σ_T = 450 МПа [1, табл. 9]

[σ]_Hmax = 2.8*σ_T = 2.8*450 = 1260 МПа.

Расчетное условие выполняется, контактная прочность при действии максимальных нагрузок обеспечена.