2.3. Расчет допускаемых напряжений изгиба

Допускаемые напряжения изгиба при расчете зубьев на выносливость определяются как для колеса, так и для шестерни. Предел изгибной выносливости материалов определяется по формуле

. (2.10)

Для зубчатых колес из нормализованных и улучшенных сталей при твердости принимают . Таким образом будем иметь:

для шестерни – МПа; (2.11а)

для колеса – МПа. (2.11б)

– коэффициент безопасности. Для улучшенных сталей моно принимать (2.12)

– базовое число циклов нагружения при динамических режимах (пуск, торможение) и ударах. Независимо от твердости материала колес можно принимать [1]:

. (2.13)

- эквивалентное число циклов нагружения, соответствующее заданному сроку службы установки; определяется по формуле:

, (2.14)

где – число циклов нагружения, соответствующее заданному сроку службы установки; эта величина подсчитана в разделе 2.2.

– коэффициент, учитывающий переменный характер циклов нагружения. Этот коэффициент можно вычислять по диаграмме нагрузочных режимов, если она задана, но можно воспользоваться таблицей 8 на стр.164 в учебном пособии [1]. Для транспортных устройств, работающих в среднем нормальном режиме, рекомендуется принимать . (2.15)

Если в результате расчетов окажется, что , то следует принять .

По формулам (2.10)-(2.15) следует вычислить и зафиксировать допускаемые напряжения для шестерни – и для колеса – . Для конструкционных сталей указанных выше марок и при среднем режиме работы установок допускаемые напряжения изгиба для зубьев колес обычно составляют МПа.

3. Расчет зубчатой передачи на контактную прочность.

3.1.Определение межцентрового расстояния

Расчет быстроходной зубчатой передачи на контактную выносливость производится в нижеследующем порядке. Вначале вычисляют межцентровое расстояние – расстояние между осями пары зубчатых колес (рис.3.1а, 3.2а). Затем определяются геометрические размеры шестерни и колеса.

Межцентровое расстояние определяется по формуле проектного расчета на контактную выносливость. При внешнем зацеплении зубчатых колес имеем:

. (3.1)

Здесь – передаточное число пары зубчатых колес;

– крутящий момент на колесе в Нмм. В таблице 1.2 этот параметр указан в Нм, поэтому в числитель формулы (3.1) следует вводить множитель 10³.

– коэффициент нагрузки; в предварительных расчетах можно принимать ;

– допускаемое контактное напряжение в МПа (Н/мм²).

– синтетический коэффициент, учитывающий прочностные и некоторые эксплуатационные факторы. Для прямозубых колес принимают , для косозубых колес – ;

– коэффициент ширины колеса по межцентровому расстоянию: , где b – ширина колеса. Для прямозубых колес принимают , для косозубых колес – .

По формуле (3.1) межцентровое расстояние получаем в мм.