Допускаемые контактные напряжения.
Расчет допускаемых контактных напряжений ведется по формуле
(1)
где — предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов нагруженияпри испытаниях на усталость; и зависят от твердости поверхности зубьев , .
Коэффициент запаса прочности SH = 1,1 для зубчатых колес с однородной структурой материала; SH = 1,2 для колес с поверхностным упрочнением зубьев.
Коэффициент долговечности ZN учитывает влияние срока службы, т. е. возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач при , где – число циклов нагружения NН=60nLh, п (об/мин) – частота вращения того из колес, для которого определяется допускаемое напряжение; Lh (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 SH, 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;
SF – 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 NFlim = 4·106; заданное число циклов NF = 60nLh. Для колес с q = 6, YNmax= 4; для колес с q = 9, YNmax = 2,5. При NF > NFlim .
Допускаемые изгибные напряжения определяются для шестерни и для колеса .