Допускаемые напряжения изгиба

 

Зависимость для определения напряжений [2]:

,

где – предел изгибной выносливости, – коэффициент безопасности,  – коэффициент долговечности,  – коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки (  – нереверсивная,  – реверсивная нагрузка).

В случае нормализованных и улучшенных колес:

 , МПа,

для этих же условий S_F = 1,75.

Коэффициент долговечности при изгибе:

,

где – базовое число циклов изгибных нагружений (для всех сталей );  – эквивалентное число циклов. Для нормализованных и улучшенных сталей  и действует ограничение ; для закаленных сталей –  и .

При переменном режиме нагрузки, по аналогии с , эквивалентное число циклов при изгибе:

.

При выполнении расчета передачи допускаемые напряжения изгиба определяют и для шестерни, и для колеса, так как проверка на изгиб ведется для зубьев обоих колёс.

 

Учет типовых режимов нагружения

 

Большинство режимов нагружения современных машин сводятся приближенно к шести типовым режимам, приведенным на рис. 3. Типовые режимы нагружения обозначены: 0 – постоянный; I – тяжелый; II – средний равновероятный; III – средний нормальный; IV – легкий; V – особо легкий.

Тяжелый режим характерен для передач горных машин, средний равновероятный и средний нормальный – для многих достаточно интенсивно эксплуатируемых (например, транспортных) машин, легкий и особо легкий – для универсальных металлорежущих станков.

 

Рис. 3.

В случае работы привода при одном из типовых режимов нагружения эквивалентные числа циклов определяют по зависимостям:

, .

Здесь  – расчетное число циклов перемены напряжений: ,

где  – суммарный срок службы привода, ч.

Значения  и  при  для типовых режимов нагружения приведены в табл. 2.

Таблица 2

Режим работы	Расчет на контактную усталость		Расчет на изгибную усталость
	Термообработка		Термообработка			Термообработка
0	Любая	1,0	Улучшение, нормализация,	6	1,0	Закалка, цементация, азотирование	9	1,0
I		0,50			0,30			0,20
II		0,25			0,143			0,10
III		0,18			0,065			0,036
IV		0,125			0,038			0,016
V		0,063			0,013			0,004

Материалы, применяемые для изготовления червяков

И червячных колес

 

Червяки изготавливают стальными вследствие большого числа испытываемых циклов нагружений, больших напряжений изгиба и кручения, высоких требований к жесткости [3].

Для червяков ответственных передач используют сталь 18ХГТ и другие недорогие стали, подвергаемые цементации с закалкой до HRC 56…63. После закалки червяки шлифуют и полируют.

Для червяков малонагруженных передач используют стали типа 40Х, 35ХМ, 40ХН, закаливаемые ТВЧ до твердости HRC 45…50, при этом предусматривают увеличенные припуски под шлифовку.

Червяки эпизодически работающих передач вспомогательных механизмов могут быть изготовлены из улучшенных сталей типа 45, 40Х.

Материалы, используемые для изготовления венцов червячных колес, приведены в табл. 3, при этом определяющим является ориентировочное значение скорости скольжения:

, м/с.

 

Таблица 3

Скорость скольжения , м/с	Материал	Способ отливки		Механические свойства
				, МПа	, МПа
£ 25	БрО10Н1Ф1	Ц		285	165
£ 12	БрО10Ф1	К		275	200
		З		230	140
£ 8	БрО5Ц5С5	К		200	90
		З		145	80
£ 5	БрА10Ж4Н4	Ц	700		460
		К	650		430
	БрА10Ж3Мц1,5	К	550		360
		З	450		300
	БрА9Ж3Л	Ц	530		245
		К	500		230
		З	425		195
£ 2	СЧ 18	З		355 МПа
£ 3	СЧ 15	З		315 МПа
Примечание. Принятые обозначения способов отливки: Ц – центробежный; К – в кокиль; З – в землю.