Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни
и колеса
определяют по формуле:
.
В упрощенных расчетах полагают, что суммарное влияние шероховатости поверхностей зубьев (
), размеров зубчатого колеса (
) градиента напряжений (
), способа получения заготовки (
), реверса нагрузки (
) не приводит к значительному изменению допускаемых напряжений, т.е.
. Возможное отклонение от единицы учитывают при назначении коэффициента запаса прочности
, Вышеизложенное позволяет записать формулу для определения допускаемого напряжения в следующем виде:
.
Предел выносливости
при ''отнулевом" (пульсационном) цикле нагружений выбирают по табл. 6.3 в зависимости от материала и твердости зубьев.
Коэффициент долговечности:
,
.
Показатель степени кривой усталости
составляет: 6 – для нормализованных и улучшенных зубчатых колес; 9 – для закаленных и поверхностно упрочненных. Максимальное значение коэффициента долговечности: при
= 6,
= 4; при
= 9,
= 2, 6.
Метод определения требуемого ресурса
, выраженного в циклах нагружений, см. в табл. 6.2.
При переменных режимах нагружений в формулу для
вместо
подставляют эквивалентное число циклов
.
Таблица 6.3
Предел выносливости
при отнулевом цикле нагружений
Материал
| Вид термической обработки
| Твердость зубьев
| , МПа
|
на поверхности
| в сердцевине
|
40, 45, 40Х, 40ХН, 45ХЦ, 35ХМ
| Нормализация, улучшение
| 180-350 HB
| 180-350 HB
|
|
40Х, 40ХН, 40ХФА
| Объемная закалка
| 45-53 HRC
| 45-53 HRC
| 500-550
|
40Х, 40ХН, 35ХМ
| Закалка ТВЧ по всему контуру, включая впадину (m ³ 3 мм)
| 48-52 HRC
| 27-35 HRC
| 600-700
|
Закалка ТВЧ сквозная, включая впадину (m £ 3 мм)
| 48-52 HRC
| 48-52 HRC
| 500-600
|
38Х2Ю, 38Х2МЮА
| Азотирование
| 58-67 HRC
| 24-40 HRC
|
|
40Х, 40ХФА, 40ХНМА
| 48-60 HRC
|
20Х, 18ХГТ, 25ХГТ, 12ХН3А, 20ХН3А, 20ХН2М, 25ХГМ
| Цементация с автоматическим регулированием процесса
| 57-62 HRC
| 30-45 HRC
| 850-950
|
Цементация
| 750-800
|
25ХГМ
| Нитроцементация с автоматическим регулированием процесса
| 56-63 HRC
| 30-45 HRC
|
|
25ХГТ, 30ХГТ, 35Х
|
|
Коэффициент запаса прочности равен произведению трех частных коэффициентов запаса:

Коэффициент запаса прочности
= 1, 7.
Для нитроцементированных и цементированных (с автоматическим регулированием процесса) зубчатых колес коэффициент запаса прочности
можно уменьшить до 1, 55 и 1, 65 соответственно.
Коэффициент запаса прочности
= 1, 3 для передач, выход которых из строя связан с тяжелыми последствиями; для обычных условий безопасности
= 1.
Коэффициент запаса прочности
= 1, 1...1, 3 при определении действующих и допускаемых напряжений.
Для конических зубчатых колес
= 1, так как методика расчета предусматривает непосредственный учет приближенности расчетов при выборе допускаемых и определении действующих напряжений.