117. Базовое значение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной нагрузкой
Вид термической или химико-термической |
Сталь |
Твердость зубьев |
δ0FSt МПа |
||
на поверхности |
в сердцевине у основания |
||||
Цементация |
Закалка с повторного |
Легированная с со- |
56 ... 62 НRСэ |
40 ... 43 HRC |
2800 |
С непосредственного |
Прочая |
54 ... 60 НRСэ |
30 ... 43 HRC |
2000 |
|
Нитроцементация |
Закалка с непосред- |
Легированная |
56 ... 60 НRСэ |
32 ... 45 HRC |
2500 |
Нитроцементация |
Прочая |
56 ... 60 НRСэ |
27 ... 45 HRC |
2200 |
|
Азотирование |
Легированная |
550 ... 850 HV |
24 ... 30 HRC |
1800 |
|
Закалка при нагреве ТВЧ |
Сквозная, до переход- |
Легированная |
48 ... 52 HRC |
||
Закалка при нагреве ТВЧ |
Сквозная с охватом |
Легированная с со- |
48 ... 52 НRСэ |
2500 | |
Сквозная |
Прочая |
2250 | |||
Закалка при нагреве ТВЧ |
По контуру |
Легированная с со- |
48 ... 54 НRСэ | 48 ... 54 НRСэ | 2250 |
Прочая |
1800 | ||||
Объемная закалка |
Легированная с со- |
48 ... 52 НRСэ |
2500 | ||
Прочая |
2250 | ||||
Нормализация, улучшение |
Легированная |
200 ... 350 НВ |
6,5 Ннв |
Проектировочный расчет.
Проектировочный расчет на контактную выносливость. 1. Проектировочный расчет служит только для предварительного определения
размеров и не может заменить проведения расчета на контактную выносливость по табл. 105.
Исходными данными для проектировочного расчета являются:
циклограмма нагружения;
параметр ψbd = bω / dω1
или ψba = bω / dω ;
передаточное число u,
вид передачи — прямозубая или косозубая;
способ термической или химико-термической обработки и твердость рабочих поверхностей зубьев.
2. Ориентировочное значение диаметра начальной окружности шестерни (dω1), мм, определяют по формуле
где Кd — вспомогательный коэффициент.
Для прямозубых передач Кd = 770, для косозубых и шевронных передач Кd=675.
Ориентировочное значение межосевого расстояния (aω,), мм, определяют по формуле
где Кa — вспомогательный коэффициент.
Для прямозубых передач Кa =495, для косозубых и шевронных передач Кa =430.
3. При переменных режимах нагружения исходную расчетную нагрузку (Т2H), Н·м, определяют в соответствии с приложением 3 ГОСТ 21354-87.
4. Коэффициент КHβ, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, принимают в зависимости от параметра ум по графику на рис. 56.
Примечание. Коэффициенты ψbd и ψba связаны зависимостью
ψbd = ψba ( u + 1 ) / 2
5. В качестве допускаемого контактного напряжения одр для прямозубой передачи принимают допускаемое контактное напряжение того зубчатого колеса (шестерни или колеса), для которого оно меньше.
Допускаемое контактное напряжение рассчитывают в соответствии с табл. 105, при этом следует принимать ZRZVZLZX=0,9.
6. В качестве допускаемого контактного напряжения одр для косозубой и шевронной передачи принимают условное допускаемое напряжение, определяемое по формуле
δHP = 0,45 ( δHP1 + δHP2 )
При этом должно выполняться условие
δHP < 1,23 δ HP min ,
где δ HP min — меньшее из значений δ HP1 и δ HP2
В противном случае принимают
δHP = 1,23 δ HP min.
Проектировочный расчет на выносливость зубьев при изгибе. 1. Проектировочный расчет служит только для предварительного определения размеров и не может заменить проведение расчета на выносливость зубьев при изгибе по табл. 111.
Исходными данными для проектировочного расчета являются:
циклограмма напряжения;
параметр ψbd = bω / dω1 или межосевое расстояние aω;
число зубьев шестерни z1;
угол наклона зуба β = 0 или β ≠0;
коэффициент осевого перекрытия εβ > 1 или εβ ≤ 1;
способ термической или химико-термической обработки и твердость рабочих поверхностей зубьев.
Рис. 56. График для определения ориентировочных значений коэффициента КHβ.
Кривые 1-7соответствуют передачам, указанным на схемах
2. Расчет производится для шестерни.
3. Ориентировочное значение модуля (m), мм, при заданном параметре ψbd вычисляют по формуле
где Кm — вспомогательный коэффициент.
Для прямозубых передач Кm=14;
для косозубых (εβ>1) и шевронных передач Кm =11,2;
для косозубых (εβ ≤ 1) передач Кm =12,5.
Ориентировочное значение модуля (m), мм, при заданном межоссвом расстоянии aω, вычисляют по формуле
где Кma— вспомогательный коэффициент.
Для прямозубых передач Кma = 1400;
для косозубых передач (εβ ≤ 1) Кma=1100;
для косозубых (εβ>1) и шевронных передач Кma =850.
4. Исходную расчетную нагрузку (Т1F), Н·м, при переменных нагрузках определяют в соответствии с указаниями приложения 3 ГОСТ 21354-87,
5. Коэффициент КFβ, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, принимают в зависимости от параметра ψbd по графику рис. 57.
6. Допускаемое изгибное напряжение (δFP), МПа, определяют по формуле
δFP = 0,4δ0F lim b YN
где δ0F lim b— базовый предел выносливости зубьев, определяемый в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по табл. 112—115.
Рис. 57. График для определения ориентировочных значений коэффициента Kfβ
Кривые 7—/соответствуют передачам, указанным на схемах
Коэффициент долговечности YN определяют в соответствии с указаниями табл.111.
Примечание. Для реверсивных зубчатых передач σFP уменьшить на 25%.
7. Коэффициент, учитывающий форму зуба YFS, определяют по графику (рис. 52 или 53).
Уточненный расчет допускаемых напряжений для косозубых и шевронных передач.
Для косозубых и шевронных передач в качестве допускаемого контактного напряжения σHP принимают условное допускаемое контактное напряжение, вычисляемое по формуле
(4)
Величины, входящие в формулу (4), определяют по табл. 118.
Примечание. Для передач без смещения значения εα1δ1 иεα2δ2 можно определить по графикам (рис. 58—60).
Уточненный расчет прямозубых передач на прочность при изгибе. Расчет производится для двух случаев зацепления отдельно для зубьев шестерни и колеса.
Первый случай соответствует двухпарному зацеплению (Yε=0,5), когда часть полной нагрузки 0,5FtFKFα приложена к вершине зуба α.
Второй случай соответствует однопарному зацеплению, когда полная нагрузка FtF (Yε = 1, KFα = 1) приложена к верхней граничной точке и.
Определяют произведения
0,5YFSα FtF Кαa и YSu FtF,
соответствующие этим двум моментам зацепления. При
0,5YFSα FtF Кαa > YSu FtF
расчетные напряжения σF1 и σF2 рассчитывают для первого случая зацепления (табл. 119), при обратном соотношении — для второго случая зацепления (табл. 120).
118. Расчет параметров, входящих в формулу (4)
Параметры |
Метод определения |
||
Коэффициент, учитывающий геометричес- |
По монограмме (рис.61) или формулам: |
||
Допускаемое |
для зоны I σHPI |
Принимать меньшее |
где σHP1 и σHP2 - |
для зоны II σHPII |
Принимать меньшее |
||
|
Примечание. При σHPI ≠ σHPII значение |
||
Коэффициент μk увеличения допускаемого |
μk = 1,6 |
Рис. 58. График для определения значений εβ1δI и εβ1δII
для косозубых передач без смещения при β<15°
(на кривых показаны значения u )
Рис. 59. График для определения значений εβ1δI и εβ1δII
для косозубых передач без смешения при 15° ≤ β ≤ 27°
Рис. 60. График для определения значений
εβ1δI и εβ1δII для косозубых передач без
смещения при 27° < β < 35°
Рис. 61. График для определения коэффициентов εβ1δI и εβ1δII
Пример. Дано z1= 30; z2= 45; x1= 0,5; x2 = 0; β = 10°; εa1 = 0,96. По графику определяем при
x1 + x2= 0,0067tω= 22,1°. Определяем εa1 / z1= 0,032 и εa2 / z1 = 0,019. Далее по графику определяем при u= 1,5 и и εa1 / z1= 0,032 δI = 1,03 и при и = 1,5 и εa2 / z1 = 0,019 δII = 0,93
1