Допускаемые контактные напряжения

Расчет допускаемых контактных напряжений ведется по формуле

(1)

где — предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов нагружения при испытаниях на усталость; и зависят от твердости поверхности зубьев , .

Коэффициент запаса прочности S_H = 1,1 для зубчатых колес с однородной структурой материала; S_H = 1,2 для колес с поверхностным упрочнением зубьев.

Коэффициент долговечности Z_N учитывает влияние срока службы, т. е. возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач при , где – число циклов нагружения N_Н=60nL_h, п (об/мин) – частота вращения того из колес, для которого определяется допускаемое напряжение; L_h (час) – заданная долговечность (ресурс) передачи.

Уравнение кривой контактной выносливости имеет вид

, (2)

где – контактные напряжения, соответствующие , m = 6 – показатель степени кривой выносливости. Найдем из уравнения (2) :

.

Разделив полученное выражение на коэффициент запаса прочности S_H, получаем формулу для допускаемых напряжений (1), где коэффициент долговечности равен

, (3)

При , .

Допускаемые контактные напряжения определяются для шестерни и для колеса .

Расчетные допускаемые контактные напряжения:

– для цилиндрических прямозубых колес, а также цилиндрических косозубых колес с небольшим отличием твердости ;

– для конических колес, а также цилиндрических колес при

, (4)

– для конических колес,

– для цилиндрических колес.

После проверочных расчетов превышение допускаемых напряжений (перегрузка передачи) не должна превышать 5 %, а недогрузка желательна не более 10%.

Допускаемые изгибные напряжения.

Расчет допускаемых напряжений изгиба ведется по формуле

,

где – предел выносливости при изгибе, соответствующий базовому числу циклов при испытаниях на изгибную выносливость;

– коэффициент долговечности;

– коэффициент реверсивности нагрузки;

S_F – минимальный коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности учитывает нестабильность свойств материала, его твердость, вероятность не разрушения и ответственность передачи; в зависимости от марки стали и термообработки.

Коэффициент реверсивности при одностороннем приложении нагрузки; для реверсивных передач.

Коэффициент долговечности

, ,

где базовое число циклов нагружения для всех сталей N_Flim = 4·10⁶; заданное число циклов N_F = 60nL_h. Для колес с q = 6, Y_{Nma x}= 4; для колес с q = 9, Y_{Nma x} = 2,5. При N_F > N_Flim .

Допускаемые изгибные напряжения определяются для шестерни и для колеса .