Вопрос 32 допускаемые напряжения при расчете зубчатых передач

Расчет на усталость при циклических контактных напряжениях, так же как и при циклических нормальных или касательных напряжениях, базируется на кривых усталости.

Допускаемое напряжение:

где ‑ коэффициент безопасности;

‑ коэффициент долговечности.

Для прямозубых передач, за расчетное принимается меньшее из двух допускаемых напряжений, определенных для материала шестерни и колеса .

В передачах с косыми и круговыми зубьями зубья шестерни целесообразно выполнять с твердостью, значительно превышающей твердость зубьев колеса (например, Н₁ > 350 HB, а Н₂<350 НВ). При этом за расчетное принимают среднее из и , если выполняется условие:

Коэффициент долговечности учитывает влияние срока службы и режима нагрузки передачи. Расчет основывается на кривой усталости.

Коэффициент учитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач (при < ). На участке > (длительно работающие передачи) кривая усталости приближенно параллельна оси абсцисс. Это значит, что на этом участке предел выносливости не изменяется, a = 1

При постоянном режиме нагрузки расчетное число циклов перемены напряжений.

где ‑ частота вращения того из колес, по материалу которого определяют допускаемые напряжения, мин^-1;

‑ число зацеплений зуба за один оборот колеса (с равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым);

‑ число часов работы передачи за расчетный срок службы.

В большинстве случаев практики > .

При переменных режимах нагрузки расчет коэффициента долговечности Z_N выполняют по эквивалентному числу циклов N_HE. При этом N_HE заменяет N_Hi в формуле, т. е.

где ‑ коэффициент режима работы.

При этом

где ‑ ресурс передачи (суммарный срок службы), ч

Допускаемые напряжения изгиба при расчете на усталость

где ‑ предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба ( определяют экспериментально на зубчатых колесах);

‑ коэффициент безопасности (рекомендуют 1,55…1,75);

‑ коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки ( = 1 ‑ односторонняя нагрузка; = 0,7…0,8 ‑ реверсивная нагрузка;

‑ коэффициент долговечности, методика расчета которого аналогична расчету .

При H < 350 HB, а также для зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью зубьев:

При H > 350 HB и нешлифованной поверхностью:

Рекомендуют принимать = 4 10⁶ для всех сталей.

При постоянном режиме нагрузки эквивалентное число циклов находятиак же как и .

При переменном режиме нагрузки