Проверочный расчет зубьев колес на выносливость по напряжениям изгиба

 

Проверочный расчет зубьев колес на выносливость по напряжениям изгиба выполняют для того колеса, для которого отношение допускаемого напряжения изгиба к коэффициенту формы зуба (s _FP / Y_F) меньше.

Если эти соотношения для зубьев шестерни и колеса примерно одинаковы, то это означает, что материалы и термообработка назначены рационально. Коэффициент формы зуба выбирают по табл. 5.5 в зависимости от эквивалентного числа зубьев:

(6)

Таблица 5.5 – Эквивалентное число зубьев колес Z_vi и коэффициент формы зуба колеса Y_F [1, с. 25]

Передача	Цилиндрическая
прямозубая	косозубая	шевронная
Zvi	Z vi = Zi
							св. 100
YF	4,25	4,07	3,90	3,7 0	3,65	3,62	3,61	3,60

Примечание. Коэффициент Y_F приведен для некорригированных колес, для которых: х₁ = 0, х₂ = 0.

 

После сравнения соотношений (s _FP / Y_F) для шестерни и колеса проверяют на выносливость по напряжениям изгиба зуб того колеса, для которого это соотношение меньше, по условию:

, (7)

где Т_Fi – расчетный крутящий момент, Н^.м; b_Wi – длина зуба колеса (шестерни), мм; m_n – нормальный модуль зацепления, мм; К₃ – расчетный коэффициент: для прямозубых колес К₃ = 2000, для косозубых и шевронных колес К₃ =1860; s _Fi – фактическое напряжение в ножке зуба, МПа; s _FРi – допускаемое напряжение, МПа.

Уточненное значение расчетного крутящего момента T_Fi = T_i ^.К_Fb ^.K_FV получают путем уточнения величин расчетных коэффициентов.

Коэффициент К_Fb выбирают по рис. 4. Коэффициент K_FV выбирают по табл. 5.6.

 

 

Таблица 5.6 – Значение коэффициентов динамичности К_FV [5, с.142]

Степень точности	Твердость поверхности зубьев	Вид зуба	Значение коэффициентов динамичности КFV, приокружной скорости в зацеплении V, м/с
	> 350 HB	прямой	1,02	1,06	1,12	1,19	1,25
косой	1,01	1,03	1,05	1,08	1,10
< 350 HB	прямой	1,08	1,24	1,40	1,64	1,80
косой	1,03	1,09	1,16	1,25	1,32
	> 350 HB	прямой	1,03	1,09	1,15	1,24	1,30
косой	1,01	1,03	1,06	1,09	1,12
< 350 HB	прямой	1,10	1,30	1,48	1,77	1,96
косой	1,04	1,12	1,19	1,30	1,38

 

Современные технологии в общем машиностроении допускают запас прочности зубьев колес по напряжениям изгиба не более 15%, а перегрузку зубьев – не более 5% [5, с. 159].

Если запас прочности превышает 15…20%, то это допустимо, т.к. нагрузочная способность большинства закрытых зубчатых передач ограничена контактной, а не изгибной прочностью зубьев [5, с. 159].

Если же зуб перегружен, то есть s _F > s _FP, более чем на 5%, то следует:

· увеличить длину зуба, то есть перейти к большему коэффициенту ширины зубчатого венца по межосевому расстоянию y_ba;

· перейти к большему стандартному значению модуля m_n, соответственно изменяя числа зубьев шестерни и колеса, и повторить проверочный расчет зубьев на изгиб. При этом межосевое расстояние передачи не следует изменять, чтобы не нарушилась контактная прочность зубьев [5, с. 159].