Допускаемые усталостные контактные напряжения

4.2 Допускаемые усталостные контактные напряжения

Z_R – коэффициент учитывающий шероховатость поверхности

Z_R = 0,95 (для фрезерованных зубьев)

Z_V – коэффициент учитывающий окружную скорость

Z_V = 1 (при скорости меньше 5 м/с.)

S_н – коэффициент запаса прочности

S_н = 1,2 – для улучшенных колес

S_н = 1,3 – для колес с поверхностной закалкой

Z_N – коэффициент долговечности

 

N_HG – базовое число циклов

N_HE– эквивалентное число циклов

где t – время работы в часах  часов.

e_h – коэффициент эквивалентности.

Коэффициент показывает, что момент Т действует в течение 56,25% времени.

Если НВ<350, то

Для колес с поверхностной закалкой

4.3 Допускаемые контактные напряжения для зубчатых колес

 

4.4 Допускаемые контактные напряжения для передачи

 

4.5 Коэффициент нагрузки

Для предварительных расчетов выбирают из интервала К_н = 1,3…1,5

Выбираем К_н = 1,3.

4.6 Коэффициент ширины колеса Нахождение межосевого расстояния на усталостную контактную прочность

По ГОСТ выбираем из первого ряда 160 мм.

Модуль выбираем, m_н = 2 мм. β = 30°

 зубьев.

 

 зубьев.

Геометрические параметры передачи Делительные диаметры

 – делительный диаметр шестерни

– делительный диаметр колеса

Проверка межосевого расстояния по формуле

a_w = d₁/2 + d₂/2 = 44/2+276/2 =160 мм.

Диаметры выступов

Диаметры впадин

Ширина колеса

Шевронные зубчатые колеса отличаются от других цилиндрических увеличенной шириной. Наиболее часто шевронные колеса изготавливают с канавкой посередине, предназначенной для выхода червячной фрезы, нарезающей зубья. Приближенно размер, а канавки можно определить по отношению, а/m: при m = 2 мм., a/m = 15, отсюда определяем, а = 15*m = 15*2 = 30 мм. Общая длина ступицы колеса l_ст = b + a = 80 + 30 = 110 мм.

Проверка ширины колеса по достаточности торцевого перекрытия

 

 

Торцевая степень перекрытия

 

где z₁, z₂ – числа зубьев шестерни и колеса соответственно.

β – угол зацепления.

Окружная скорость

По скорости, выбирают степень точности для данной скорости, выбираем 8 степень точности.

Расчетная нагрузка. Для проверочных расчетов, как по контактной, так и по изгибной прочности определяют коэффициенты нагрузки. Коэффициенты, относящиеся к нагрузке, обозначаются буквой К с индексами, коэффициенты, специфические для расчёта на изгиб, – буквой F, а для расчёта на контактную прочность – буквой H. Коэффициенты нагрузки удобно представить в виде произведения трёх коэффициентов:

 

где – К_v – коэффициент внутренней динамической нагрузки

K_β – коэффициент концентрации или неравномерной нагрузки

по длине контактной линии

K_α – коэффициент распределения нагрузки между зубьями.

Индекс у коэффициента К_v выбран в связи с основным влиянием на его величину скорости; индекс у коэффициента K_β обусловлен тем, что концентрация нагрузки связана с изменением истинного угла наклона зуба β; индекс у коэффициента K_α выбран условно и связан с тем, что распределение нагрузки между зубьями рассматривается в нормальной плоскости, где измеряется угол зацепления α. Кроме того, у коэффициентов, относящихся к расчетам на контактную прочность, предусматривается индекс Н (в честь автора расчетов контактных напряжений H. Hertz), а у коэффициентов к расчетам на изгиб – индекс F (от слова «ножка» на английский и немецком языке).

Динамические нагрузки в зацеплении. Влияние этих нагрузок на надежность и ресурс зубчатых колес может быть весьма существенным, особенно в быстроходных передачах недостаточно высокой степени точности и в передачах универсальных машин, работающих значительную часть времени с недогрузкой и с разными частотами вращения. Для приближенных расчетов косозубых передач можно пользоваться значениями коэффициентов КHv и КFv из таблицы.

Коэффициенты К_Hv и К_Fv имеют большое рассеяние в соответствии с рассеянием входящих в них величин.

При скорости U = 0,6 м/с. Коэффициенты K_Hv и K_Fv соответственно равны 1,01 и 1,04.

Концентрация нагрузки по длине контактных линий

Нагрузка распределяется равномерно только в прямозубых передачах при идеально точном изготовлении и при абсолютно жестких валах и опорах. В действительности вследствие упругих смещений и износа подшипников, а также погрешностей изготовления сопряженные зубчатые колеса перекашиваются одно относительно другого. Зубья зубчатых колес имеют способность к прирабатываться, в результате чего распределение нагрузки может частично или почти полностью выравняться. Ориентировочные значения эффективного коэффициента концентрации нагрузки К_Нβ должны быть больше на 15–20%, чем значение К_Fβ.

Коэффициенты также зависят от ширины колеса или шестерни и диаметра колеса или шестерни. Зависимость ширины и диаметра находится по формуле Ψ_bd = b_w/d₁ = 80/44 = 1,82. Определяют коэффициенты по графику К_Hβ = 1,15, К_Fβ = 1.

Распределение нагрузки между зубьями. Распределение нагрузки между зубьями учитывают двумя коэффициентов КHα и КFα соответственно при расчетах на контактную и изгибную прочность. Коэффициенты зависят также от скорости и степени точности при 8 степени точности и скорости 0,6 м/с КHα и КFα равны друг другу 1,07. Расчетная нагрузка равна