Проектировочный расчет на изгибную выносливость
Проектировочный расчет служит только для предварительного определения размеров и не может заменить проведение проверочного расчета на выносливость зубьев при изгибе. Исходными данными для проектировочного расчета являются: циклограмма нагружения; параметр (см. п. 3.1.) или межосевое расстояние ; число зубьев шестерни z1; угол наклона зуба ( или ); коэффициент осевого перекрытия >1 или ; способ термической или химико-термической обработки и твердость рабочих поверхностей зубьев. Расчет производится для шестерни: Ориентировочное значение модуля т, при заданном параметре , вычисляют по формуле, мм: , (3.11) где Кт - вспомогательный коэффициент; T1F – вращающий момент на валу шестерни, Нм; u – передаточное число передачи; – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца; z1 – число зубьев шестерни; – коэффициент ширины зуба по диаметру; sFP1 – допускаемое изгибное напряжение, МПа; YFS1 – коэффициент, учитывающий форму зуба. Для прямозубых передач Кт = 14; для косозубых ( > 1) и шевронных передач Кт = 11,2; для косозубых ( ) передач Кт = 12,5. Ориентировочное значение модуля т, при заданном межосевом расстоянии , вычисляют по формуле, мм: , (3.12) где Кта – вспомогательный коэффициент; – рабочая ширина зацепления зубчатой передачи, мм. Для прямозубых передач Кта = 1400; для косозубых передач ( ) Кта = 1100; для коcозубых ( > 1) и шевронных передач Кта = 850. Коэффициент , учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, принимают в зависимости от параметра , схемы передачи и твердости активных поверхностей зубьев по графику, представленному на рис. 3.5. Допускаемое изгибное напряжение определяют по формуле, МПа: (3.13) где – базовый предел выносливости зубьев, определяемый в зависимости от способа термической или химико-термической обработкипо приложению 3.
Коэффициент долговечности YN определяют по формуле: но не менее 1, (3.14) где qF – показатель степени; NFlim – базовое число циклов перемены напряжений; NК – суммарное число циклов перемены напряжений (при использовании метода эквивалентных циклов вместо NК подставляют NFE). Для зубчатых колес с однородной структурой материала, включая закаленные при нагреве ТВЧ со сквозной закалкой, и зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью, независимо от твердости и термообработки их зубьев qF = 6. Для зубчатых колес азотированных, а также цементированных и нитроцементированных с нешлифованной переходной поверхностью qF = 9. Максимальные значения YN : YN max = 4 при qF = 6, YN max = 2,5 при qF = 9. Базовое число циклов нагружения принимают циклов. Под базовым числом циклов нагружения понимают число циклов, соответствующее на диаграмме усталости переход наклонного участка кривой усталости в горизонтальный участок или участок с очень малым наклоном к оси циклов; Суммарное число циклов перемены напряжений NК определяется аналогично как в п. 3.1. При нагрузках, изменяющихся во времени вместо NК используется эквивалентное число циклов перемены напряжений NFE. При ступенчатой циклограмме нагружения NFE (рис. 3.2) определяется по формуле: , (3.15) где . В том случае, когда , следует принимать = 0. При определении NFE можно исключать нагрузки, которым соответствуют напряжения , меньшие, чем . При плавном характере циклограммы нагружения NFE определяется по формуле: , (3.16) При такой циклограмме нагружения допускается приведение ее к одному из типовых режимов нагружения. При этом эквивалентное число циклов определяется по формуле: , где значения при mF = 6 и m F= 9 ( и ) приведены в табл. 3.3. Таблица 3.3. Значения и .
Коэффициент YFS, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, принимают по кривым (рис. 3.6) в зависимости от эквивалентного числа зубьев и коэффициента смещения или приближенно по формуле: , (3.17) где ; x – коэффициент смещения, мм.
Для зубчатых колес, изготовленных с применением червячной фрезы пли зубострогальной гребенки с протуберанцем, коэффициент YFS принимают по кривым (рис. 3.7) в зависимости от и коэффициента смещения или приближенно по формуле: (3.18) Формулы 3.17 и 3.18 не учитывают влияния шлифовочных ступенек, которые могут привести к значительному увеличению концентрации напряжений. Примечание. Для реверсивных зубчатых передач уменьшить на 25%. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|