Проверочный расчет зубьев колеса на выносливость по контактным напряжениям

 

В силовых передачах зубья шестерни чаще попадают в зацепление (в передаточное число раз), чем зубья колеса. Поэтому материал и термообработку шестерни назначают такими, чтобы контактная прочность ее зубьев была больше, чем у зубьев колеса. Поэтому проверочному расчету на контактную выносливость подвергают именно зубья колеса.

Условие контактной прочности зубьев колеса [5, с. 153]:

(5)

где Т_1Н – расчетный крутящий момент на ведущем валу передачи (на шестерне), Нм; b_{W 2 –} ширина зубчатого венца колеса, мм; a_w – межосевое расстояние передачи, мм; s _H, s _HР2 – фактическое (в зоне зацепления) и допускаемое контактные напряжения для материала колеса, МПа; К₂ – коэффициент, для прямозубых колес К₂ = 9600; для косозубых и шевронных К₂ = 8400 [1, с. 24].

Уточненное значение расчетного крутящего момента на шестерне:

T _{1 H} = T ₁ ^. К_Hb ^.К_Ha ^.K_HV (К_Ha - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями).

Уточнение расчетных коэффициентов выполняют по значению фактической окружной скорости в зацеплении колес (после расчета их геометрических параметров):

По величине фактической окружной скорости в зацеплении колес уточняют степень точности изготовления передачи (табл. 4).

Коэффициент К_Hb следует выбирать по рис. 4; коэффициент K_HV - по табл. 7; коэффициент К_Ha вычисляют [5, с. 140] по формулам:

ü для прямозубых передач

ü для косозубых передач

Величину коэффициента “C” назначают в зависимости от степени точности n _СТ (табл. 5.4).

 

Таблица 5.4 - Значения коэффициента С [5, c. 140]

Твердость поверхностей зубьев	H1 и H2 < 350 HB	H1 и H2 > 350 HB	H1 > 350 HB H2 < 350 HB
Коэффициент “C”	0,25	0,15	0,25

 

Современные технологии общего машиностроения допускают запас прочности зубьев колес не более 15…20%, а перегрузку зубьев по контактным напряжениям не более 5% [5, с. 159]:

Если запас прочности превышает 15…20%, то следует:

ü уменьшить межосевое расстояние передачи до ближайшего предшествующего ГОСТ 2185-66 или

ü заменить материалы и термообработку шестерни и колеса с целью понижения поверхностной прочности их зубьев.

Если зубья колеса перегружены более чем на 5%, то необходимо:

· увеличить длину зуба колеса;

· перейти к следующему стандартному значению межосевого расстояния передачи;

· заменить материалы и термообработку шестерни и колеса с целью повышения поверхностной прочности их зубьев и расчет повторить.