Проверочный расчет передачи на выносливость при изгибе

1. Определить допускаемые напряжения на выносливость при изгибе для материала шестерни  и колеса :

 ,

где  – предел выносливости при изгибе, соответствующий базовому числу циклов переменных напряжений (табл. 12), МПа;

S_F – коэффициент безопасности для кованых или штампованных заготовок (см. табл. 12);

K_FL – коэффициент долговечности:

 ,

где m – показатель степени (см. табл. 12);

22

N_{F 0} – базовое число циклов, N_{F 0}=4·10⁶;

N_FE – эквивалентное число циклов при заданном графике нагрузки,

 ,

Ограничение величины коэффициента долговечности:

при m = 6 ;

при m = 9 .

Таблица 12

Вид термообработки	Марка стали		SF	Показатель степени m зубьев с поверхностью
				шлифованной	нешлифованной
Н, У	45, 40Х, 40ХН	1,8 НВ	1,75	6	6
З–ТВЧ	45 40Х 40ХН	400 500 600	1,75	6	6
А	40Х 40ХНМА	650 700	1,75	6	9
Ц	20Х 18ХГТ	750 820	1,55	6	9

 

2. Определить эквивалентные числа зубьев шестерни z_{V 1} и колеса z_{V 2}:

– для прямозубых колес:

– для косозубых колес:

3. Определить коэффициенты формы зубьев шестерни Y_{F 1} и колеса Y_{F 2}.

Коэффициент формы зубьев Y_F (табл. 13) определить в зависимости от эквивалентного числа z_V и коэффициента смещения для колес со смещением.

В учебном проектировании в приводах конвейеров обычно применяют зубчатые цилиндрические колеса без смещения, т.е. х = 0.

Таблица 13

Число зубьев	17	18	20	25	30	35	40	50	60	80	100	150
коэффициент формы зуба YF	4,26	4,2	4,08	3,9	3,8	3,74	3,7	3,65	3,62	3,61	3,6	3,6

 

4. Сравнить относительную прочность зубьев шестерни и колеса.

Менее прочными считаются зубья того элемента передачи, для которого меньше величина .

5. Определить напряжения изгиба и сравнить его с допускаемым.

Из пары сопряженных элементов – шестерня и колесо – расчет ведут по менее прочному:

где  – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;

 – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении,  = ;

23

 – коэффициент, учитывающий наклон зуба.

6. Определить коэффициенты , , . Для прямозубых колес, ориентировочно, . Для определения  для косозубых колес предварительно необходимо вычислить коэффициент осевого перекрытия:

.

Если , то для косозубых колес , если , то

 ,

где  – коэффициент торцевого перекрытия;

 – степень точности передачи.

Коэффициент  находят по данным табл. 14 в зависимости от величины коэффициента , расположения колеса относительно опор и поверхностной твердости зубьев.

Таблица 14

	Значение коэффициента
	Расположение колеса относительно опор
	симметричное	несимметричное	консольное
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4	1,01/1,03 1,02/1,05 1,05/1,08 1,08/1,15 1,10/1,18 1,13/1,25	1,04... 1,12/1,07... 1,2 1,07... 1,17/1,13... 1,3 1,11... 1,23/1,20... 1,44 1,15... 1,32/1,27... 1,57 1,20... 1,40/1,37... 1,72 1,25... 1,50/1,50... 1,85	1,28/1,55 1,50/1,90 1,70/2,3 – – –
Примечание. Для НВ ≤ 350 использовать значения, стоящие в числителе, для НВ > 350 – стоящие в знаменателе.

 

Для прямозубых колес ; для косозубых колес  .

 

Расчет конической зубчатой передачи