Проверка на контактную усталостную прочность
Расчетное условие σн ≤ [σ] н
де Zм = 275 МПа1/2 – коэффициент, что учитывает механические свойства материалов спрягающих зубчатых колес [3, стр.71].
Zн - коэффициент, что учитывает форму спрягающих поверхностей зубов, для прямозубых колес при α = 20о
Zε - коэффициент, что учитывает суммарную длину контактных линий. Для прямозубых колес
КНα – коэффициент, что учитывает распределение нагрузки между зубами. Для прямозубих передач принимается = 1.
КНβ - коэффициент, что учитывает распределение нагрузки по ширине венца.
По табл.37[3] при b2/d1 = 32/54 = 0,6; (колесо приделывается; положение колеса – в середине между опорами) КНβ = 1.
КНν – коэффициент динамической нагрузки.
. Клас точности 9В. Н2 ≤ 350 HВ. КНν = 1,1.
σн < [σ] н. 503 < 516 МПа– контактная усталостная прочность обеспеченная.
Проверка на усталостную прочность на изгиб
Расчетное условие: σF ≤ [σ] F.
Выясняем, по которому из зубчатых колес пары вести расчет, для чего и для шестерни, и для колеса рассчитываем [σ] F/YF.
Напряжение на изгиб, что допускается
Для шестерни:
где σF limb = 1,8ННВ =1,8 ∙ 286 = 515 МПа.– граница выносливости зубов на изгиб.
KFc – коэффициент, что учитывает направление приложения нагрузки к зубам. Для нереверсивных передач KFc =1.
SF =2,2 – коэффициент запаса (достоверность не разрушения более 0,99).
KFL – коэффициент долговечности. Рассчитываем по формуле:
< 1. Принимаем равным =1.
NFO – базовое число циклов изменений напряжения, соответствующее длительной границе выносливости. Для всех сталей NFO = 4∙106 [1, стр.110].
NFE – эквивалентное число циклов изменений напряжения. Рассчитывается с учетом данных режима нагрузка. Для шестерни:
Для колеса:
σF limb = 1,8ННВ =1,8 ∙ 249 = 448 МПа.
SF =2,2 – коэффициент запаса (достоверность не разрушения более 0,99).
KFc =1.(нереверсивная передача)
NFE2 = NFE1/u1-2 = =44784082
< 1, принимаем =1.
.
Находим YF1 – безразмерный коэффициент, величина которого зависит от формы зуба. Число зубов Z1 = 27 и X=0; Z2 = 98 и X=0. Находим по табл.22.
YF1 = 3,90; YF2 = 3,6.
Более «слабым» элементом является колесо, по которому ведется последующий расчет.
KFα – коэффициент, что учитывает распределение нагрузки между зубами. Для прямозубых цилиндровых передач принимается равным 1.
KFβ - коэффициент, что учитывает распределение нагрузки по ширине венца. По табл.35
при b2/d2 = 32/196 = 0,16; (колесо прирабатываются; положение колеса – в середине между опорами) КFβ = 1.
KFV - коэффициент динамической нагрузки. [табл.36].
Класс точности 9В. Н2 ≤350 HВ. V = 1,82 м/с; КFν = 1,2.
σF < [σ] F. 142 < 234 МПа – усталостная прочность на изгиб обеспечена.
Проверка на контактную прочность при действии максимальных перегрузок. σн max ≤ [σ] н max,
σН = 344,52 МПа;
[σ]H max = 2,8σT = 2,8x750 =2100 МПа
де σT = 540 МПа – выбираем по табл.26 по менее всего твердому колесу.
σ H max < [σ]H max
749 < 2100 МПа – контактная прочность при действии максимальных перегрузок обеспечена.
Проверка прочности на изгиб при действии максимальных перегрузок.
σF max ≤ [σ] F max,
σF max = σF · Кпер = 131 · 2,22 = 290.8 МПа.
[σ] F max = 2,75ННВ = 2,75 · 249 = 684,75 МПа.
σF max < [σ] F max;
290.8 < 684,75 - прочность на изгиб при действии максимальных нагрузок обеспечена.