Допускаемое контактное напряжение , принимаемое для расчетов зависит от твердости зубьев шестерни и колеса. Для всех прямозубых и для косозубых передач с твердостью и ≥ 350 HB равно меньшему из допускаемых напряжений шестерни и колеса :
.
Для косозубых передач с твердостью колеса < 350 НВ и твердостью шестерни > 350 НВ:
.
При этом должно выполняться условие:
.
Допускаемые напряжения и определяют по общей зависимости:
.
Предел контактной выносливости выбирают по табл. 2.3, в зависимости от материала зубчатого колеса и средней твердости поверхности зубьев Н, равной полусумме верхнего и нижнего значений их твердости. Например, при твердости зубьев шестерни = 269...302 HB, получаем = 285,5 HB.
Таблица 2.3
Предел контактной выносливости поверхностных слоев зубьев
Вид обработки | Твердость поверхности H | Материал | , МПа |
Улучшение, нормализация | £ 350 HB | Углеродистые и легированные стали | |
Объемная закалка | 38-50 HRC | Углеродистые и легированные стали | |
Поверхностная закалка | 40-56 HRC | Углеродистые и легированные стали | |
Цементация, нитроцементация | 56-65 HRC | Легированные стали | |
Азотирование | 52-62 HRC | Легированные стали |
Коэффициент долговечности определяют по табл. 2.4.
Коэффициент запаса прочности равен произведению трех частных коэффициентов запаса:
где – минимальный коэффициент запаса: 1,1 - для зубчатых колес с однородной структурой материала (нормализованных, улучшенных, объемно закаленных); 1,2 - для зубчатых колес с поверхностным упрочнением;
– коэффициент запаса: 1,13 - для передач, выход которых из строя связан с тяжелыми последствиями, 1,0 - для остальных случаев;
– коэффициент запаса, учитывающий упрощения (допущения) при определении действующих и допускаемых напряжений ( = 1,1...1,2).
Таблица 2.4
Значение коэффициента
Параметр | Обозначение | Метод определения |
Коэффициент долговечности | , = 2,6. | |
Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости | Если твердость задана в HRC, то ее перевод можно осуществить по рис 2.12. | |
Требуемый ресурс рассчитываемого зубчатого колеса в циклах | , где – ресурс передачи в часах. | |
Рис. 2.12. Соотношение между значениями твердости в единицах HB и HRC |