Критерии работоспособности и допускаемые напряжения

 

Зубчатую передачу принято считать работоспособной, если она удовлетворяет условиям: контактной выносливости (2.1), статической контактной прочности (2.2), изгибной выносливости зубьев шестерни (2.3, индекс 1) и колеса (2.3, индекс 2), статической изломной прочности зубьев шестерёнки и колеса (2.4).

 

(2.1)

 

(2.2)

 

(2.3)

 

(2.4)

 

Расчёт по условию прочности (2.1) производится на предотвращение выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Косвенно этим расчётом учитывается недопустимость заедания и чрезмерного изнашивания передачи. Расчёт по условию (2.2) предполагает недопустимость пластического обмятия профилей при кратковременных перегрузках передачи. Расчёты по условию (2.3) производятся на предотвращение усталостной поломки зубьев, а по условию (3.4) – на предотвращение их статической поломки при перегрузках передачи.

Допускаемые напряжения для расчёта на выносливость определяются в зависимости от твёрдости материала зубьев шестерни и колеса с учётом возможной нестационарности режима нагружения (2.5).

 

, (2.5)

 

где =1,1 и =1,7 – коэффициенты безопасности при расчёте на контактную и изгибную выносливость, соответственно; - коэффициент, учитывающий реверсивность нагружения (для нереверсивной передачи =1); и - коэффициенты долговечности при расчёте на контактную и изгибную выносливость шестерни и колеса; - твёрдость рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса в единицах Бринелля.

Коэффициенты долговечности вычисляются по формулам (2.6)

 

, (2.6)

 

 

где - базовые числа циклов при расчёте на контактную выносливость; - базовое число циклов при расчёте на изгибную выносливость, ; и - эквивалентные числа циклов при расчёте шестерни и колеса на изгибную выносливость; - показатель степени кривой выносливости (равен 6 для зубьев с ).

 

 

 

 

 

Эквивалентные числа циклов вычисляются по формулам (2.7)

 

, (2.7)

 

где - частоты вращения шестерни (колеса) передачи; и - параметры режима нагружения; - расчётное время работы передачи, ч, для однопоточной передачи оно равно заданному ресурсу (2.8).

 

ч (2.8)

 

Вычисленные условия и должны удовлетворять условиям (2.9) и (2.10).

 

(2.9)

 

, (2.10)

 

где =2 для зубьев с . Если какое-либо из этих условий не выполняется, то коэффициент долговечности принимается равным ближайшему граничному значению.

Параметры режима нагружения:

 

 

 

Допускаемое напряжение при расчёте на контактную выносливость косозубых передач вычисляется по формуле (2.11).

 

МПа (2.11)

 

Допускаемые напряжения при расчёте на статическую прочность находят по формулам (2.12) и (2.13).

 

МПа (2.12)

 

МПа (2.13)

 

Производим расчёт по формулам (2.7):

 

Подставляем полученные значения в (2.6):

 

 

 

 

 

Полученные значения , , удовлетворяют условиям (2.9) и (2.10). принимаем равным 1.

Рассчитываем допускаемые напряжения по формулам (2.5):

 

МПа

 

МПа

 

МПа

 

МПа

 

Далее по формуле (2.11):

 

МПа

 

Производим расчёт по формулам (2.12), (2.13):

 

МПа

 

МПа

 

МПа