Проверочный расчет по контактным напряжениям

 

3.1. Расчет на сопротивление усталости для стальных колес производят по формуле

                            .               (37)

       Передаточное число , ширину колеса  и начальный диаметр шестерни  берут из геометрических расчетов п. 2.6.3...2.6.7.

3.1.1. Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления

при  и   - ;                                           (38)

при   - ;                                                             (38а)

или по рис. 9.

Коэффициент

Рис. 9

Здесь  - делительный угол профиля в торцовом сечении; - угол зацепления;  - основной угол наклона.

3.1.2. Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий

    Для прямозубых колес     .                                                             (39)

   Для косозубых и шевронных колес:

при <  - ; (40) при  -       (40а).

Примечание. Для прямозубых колес без смещения при .

3.1.3 Коэффициент нагрузки

                                             ;                                       (41)

3.1.3.1. Коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку  

Если циклограмма нагружения включает внешние динамические нагрузки, то . В противном случае при расчётах на сопротивление усталости   принимают по табл. 6.

Коэффициент внешней динамической нагрузки

Таблица 6

Тип двигателя	Тип рабочей машины
	I	II	III	IV
Электродвигатель; паровые и газовые турбины при стабильных режимах эксплуатации и небольших пусковых моментах.	1,00	1,25	1,5	1,75
Гидравлические двигатели, паровые и газовые турбины при больших часто возникающих пусковых моментах.	1,10	1,35	1,60	1,85
Многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.	1,25	1,50	1,75	2,00 и выше
Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.	1,50	1,75	2,00	2,25 и выше

Тип рабочей машины:

I – электрический генератор; равномерно работающие ленточные, пластинчатые конвейеры; легкие подъемники; вентиляторы; мешалки для веществ равномерной плотности; турбокомпрессоры; легкие центрифуги; механизмы с вращающимися деталями.

II - неравномерно работающие ленточные, пластинчатые конвейеры; шестеренчатые и ротационные насосы; приводы станков; тяжелые подъемники; центрифуги; механизмы кранов;; мешалки для веществ с переменной плотностью; поршневые многоцилиндровые насосы; экструдеры; каландры; вращающиеся печи; станы холодной прокатки.

III – экструдеры и мешалки для резины и пластмасс; легкие шаровые мельницы; деревообрабатывающие станки; одноцилиндровые поршневые насосы; нереверсивные станы горячей прокатки; подъемные машины.

IV – экскаваторы; черпалки; тяжелые шаровые мельницы; резиносмесители; дробилки; кузнечные машины; тяжелые насосы; буровые машины; прессы; реверсивные станы горячей прокатки.

 

3.1.3.2. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении назначают по табл. 7.

Коэффициент

Таблица 7

Степень точности	Твердость зубьев колеса	Коэффициент при скорости  в м/с
		1	2	4	6	8	10
6		_	_	_	1,18 1,06	1,25 1,09	1,32 1,13
		_	_	_	1,12 1,04	1,16 1,06	1,20 1,08
7		_	_	1,16 1,07	1,24 1,10	1,32 1,13	1,40 1,16
		_	_	1,09 1,04	1,14 1,06	1,19 1,08	1,25 1,10
8		1,05 1,02	1,10 1,04	1,20 1,08	1,28 1,12	1,38 1,15	1,48 1,19
		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		1,06 1,02	1,11 1,04	1,22 1,08	_	_	_
		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.

3.1.3.3. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий , уточняют по рис.1 и откорректированному по результатам проектного расчета коэффициенту относительной ширины зубчатого венца .

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

3.1.3.4. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по парам зубьев

                                              .                                         (42)

Здесь  - коэффициент, учитывающий приработку зубьев, находят по рис. 10.

В приближенных расчетах для точных зубчатых колес, начиная с 5-й степени точности, при твердости колеса и шестерни более  принимают . Для степеней точности  по формуле

                                     .                            (43)

При твердости шестерни или колеса меньше или равной  по формуле

                                         .                         (43а)

Коэффициент должен быть в пределах: для прямозубых колес ; для косозубых и шевронных .

       В уточненных расчетах  находят по ГОСТ 21354-87.

Коэффициент

Рис. 10

3.1.4. Уточнение допускаемого контактного напряжения

Проводят по п. 2.5., уточняя значения коэффициентов ,  и .