Расчет на сопротивление усталости

Проводят по формуле (45) для более слабого элемента (шестерни или колеса), для которого отношение  меньше.

                                   <                          (45)

       Окружную силу  при максимальном длительно действующем моменте, ширину колеса  и нормальный модуль  берут из проектного расчета (для открытой передачи п. 5.) или по исходным данным.

4.1.1. Коэффициент нагрузки

                                               .                                        (46)

4.1.1.1. Коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку  по п. 3.1.3.1.

4.1.1.2. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении назначают по табл. 8.

Коэффициент

Таблица 8

Степень точности	Твердость зубьев колеса	Коэффициент  при скорости  в м/с
		1	2	4	6	8	10
6		_	_	_	1,38 1,15	1,50 1,20	1,64 1,26
		_	_	_	1,12 1,04	1,16 1,06	1,20 1,08
7		_	_	1,32 1,13	1,48 1,19	1,64 1,25	1,80 1,32
		_	_	1,09 1,04	1,14 1,06	1,19 1,08	1,25 1,10
8		1,10 1,04	1,20 1,08	1,40 1,16	1,58 1,23	1,77 1,30	1,96 1,38
		1,03 1,01	1,06 1,02	1,12 1,05	1,18 1,07	1,24 1,09	1,30 1,12
9		1,11 1,04	1,22 1,08	1,45 1,17	_	_	_
		1,03 1,01	1,06 1,02	1,13 1,05	_	_	_

Примечание. В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе – для косозубых и шевронных колес.

4.1.1.3. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

Коэффициент - определяют по рис. 12 в зависимости от твердости поверхностей зубьев, расположения колес относительно опор валов и коэффициента относительной ширины зубчатого венца  (см. п. 2.6.7.5.), которую уточняют по результатам проектировочного расчета.

Примечание. При уточненном расчёте зубчатой пары   находят по ГОСТ 21354-87 с учётом упругой линии вала, зазоров в подшипниках и жесткостей зубьев.

4.1.1.4. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по парам зубьев

                                                                 .                                                    (47)

       В уточненных расчетах  находят по ГОСТ 21354-87.

4.1.2. Коэффициенты, учитывающие форму зуба и концентрацию напряжений, для колес с наружным зацеплением по рис. 13 в зависимости от эквивалентного числа зубьев  (17) и коэффициента смещения . Для колес с внутренним зацеплением по рис. 14 в зависимости от числа зубьев колес  и числа зубьев долбяка .

Коэффициент

Рис. 12

4.1.3. Коэффициент, учитывающий влияние угла наклона зуба

                                                                                                 (48)

4.1.4. Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев

Для прямозубых передач .

Для косозубых и шевронных передач:

при <  - ;          (49)   при  - .                       (49а)

4.1.5. Определение допускаемого напряжения при расчете на сопротивление усталости при изгибе.

Допускаемые напряжения при расчете на сопротивление усталости при изгибе определяют раздельно для шестерни и колеса по формуле

                                   .                                 (50)

Коэффициент для колес с внешним зацеплением

Рис. 13

4.1.5.1. Предел выносливости при изгибе

                                                  .                               (51)

4.1.5.2. Предел выносливости при изгибе , соответствующий базовому числу циклов  берут по табл. 1.

4.1.5.3. Коэффициент , учитывающий способ получения заготовки: для поковок и штамповок - ; проката - ; литых заготовок - .

4.1.5.4. Коэффициент , учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зубьев: при шлифованной поверхности по табл. 1., в противном случае .

4.1.5.5. Коэффициент , учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки по табл. 1. При их отсутствии .

4.1.5.6. Коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки:

при одностороннем приложении нагрузки ; при двухстороннем - , где  для нормализованных и улучшенных сталей твердостью ;  при ; для азотированных зубчатых колес .

Коэффициент  для колес с внутренним зацеплением

Рис. 14

4.1.6. Коэффициент запаса при изгибе  принимают по табл. 1.

4.1.7. Коэффициент долговечности

                                               .                                          (52)

Его максимальные значения:  при ;  при . При этом показатель степени  для колес с однородной структурой материала, включая закаленные при нагреве  и со сквозной закалкой, а также зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью, независимо от твердости и термообработки их зубьев . Для зубчатых колес с поверхностным упрочнением и нешлифованной переходной поверхностью - .

Если , то .

Эквивалентное число циклов при изгибе за срок службы

                                                                .                                              (53)

Здесь коэффициенты режима работы определяют аналогично п.2.5.3.3.

                                       ,                               ( 54 )

при

                                                 ,                                 ( 54а )

асуммарные числа циклов нагружения за период службы для шестерни и колеса  определяются по формулам (6) или (6а).

4.1.8. Коэффициент, учитывающий градиент напряжений

                                                   .                                  (55)

4.1.9. Коэффициент , учитывающий шероховатость переходной поверхности: при шлифовании и зубофрезеровании с шероховатостью не более  мкм . Для полированных колес: цементованных, нитроцементованных, азотированных и при закалке  по контуру с охватом впадины- ; улучшенных, нормализованных и при сквозной закалке - .

4.1.10. Коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса

                                            .                                      (56)