Расчетом определяют напряжение в опасном сечении на переходной поверхности зуба для каждого зубчатого колеса.
Выносливость зубьев, необходимая для предотвращения усталостного излома зубьев, устанавливают сопоставлением расчетного местного напряжения от изгиба в опасном сечении и допускаемого напряжения
Параметры для расчета определяют по табл. 3.9
Наименование
параметра
| Обозначение
| Метод определения
|
1. Окружная сила на делительном цилиндре, Н
|
| .
При переменных нагрузках определяют по приложению 3 ГОСТ 21354-87
|
2. Коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку
|
|
|
3. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении до зоны резонанса
|
| При выполнении условия:
для прямозубых передач
для косозубых передач
определяют по формуле ,
где - динамическая добавка.
При невыполнении данных условий
определяют по приложению 5 ГОСТ 21354-87
|
3.1. Удельная окружная динамическая сила, Н/мм
|
|
|
3.1.1. Коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев
|
| Для косозубых и шевронных передач =0,06.
Для прямозубых передач с модификацией головки =0,11.
Для прямозубых передач без модификации головки =0,16.
|
3.1.2. Коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса
|
| По табл. 8 ГОСТ 21354-87
|
4. Коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки по дине контактных линий
|
| По черт.9 ГОСТ 21354-87 или по формуле
,
где определяют по формуле
= ,принимая
для прямозубого зацепления;
для косозубого зацепления.
Для необходимо подставить значение более узкого колеса.
|
5. Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями
|
| Расчет прямозубых передач первоначально производят в предположении, что в зацеплении находится одна пара зубьев и принимают =1 и
|
6. Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений
|
|
|
7. Коэффициент, учитывающий наклон зуба
|
|
|
8. Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев
|
| Для прямозубых передач при предварительных расчетах =1. Для уточненных расчетов для прямозубых передач не грубее 8-й степени точности по нормам плавности ГОСТ 1643-81 по приложению 9.
|
9. Коэффициент долговечности
|
| , но не менее 1.
.
|
9.1 Базовое число циклов напряжений
|
| .
Примечание. Под базовым числом циклов напряжений понимают число циклов, соответствующее на диаграмме усталости переходу наклонного участка кривой усталости в горизонтальный участок или участок с очень малым наклоном к оси циклов
|
10. Предел выносливости зубьев при изгибе, МПа
|
|
|
10.1 Предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений, МПа
|
| Установлен для отнулевого цикла напряжений. Определяют в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по табл.14-17 ГОСТ 21354-87.
|
10.2 Коэффициент, учитывающий технологию изготовления
|
| принимают ≤ 1
|
10.3 Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса
|
| Для поковок и штамповок =1.
Для проката =0,9.
Для литых заготовок =0,8
|
10.4 Коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба
|
| Определяют в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по табл.14-17 ГОСТ 21354-87
| Для зубчатых колес с нешлифованной переходной поверхностью зубьев принимают =1
|
10.5 Коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности
|
| Для зубчатых колес без деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности принимают =1
|
10.6 Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки
|
| При одностороннем приложении нагрузки
=1.
|
10.6.1. Коэффициент, учитывающий влияние амплитуд напряжений противоположного знака
|
| Для зубчатых колес из отожженной, нормализованной и термоулучшенной стали
=0,35.
Для зубчатых колес с твердостью поверхности зубьев более 45 HRCэ, за исключением азотированных,
=0,25.
Для азотированных зубчатых колес
=0,1
|
10.6.2. Исходная расчетная нагрузка, действующая на противоположную сторону зуба, H×м
|
| Определяют аналогично .
Примечание. При методе эквивалентных моментов вместо подставлять
|
10.6.3. Коэффициент долговечности при расчете противоположной стороны зуба
|
| Определяют аналогично по п. 9
|
11.Коэффициент запаса прочности
|
|
|
12. Коэффициент, учитывающий градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации напряжений (опорный коэффициент)
|
|
|
13. Коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности
|
| Для шлифования и зубофрезерования при шероховатости поверхности не более мкм . Для полирования в зависимости от способа термического упрочнения принимают:
при цементации, нитроцементации, азотировании (полирование до химико-термической обработки) = 1,05;
при нормализации и улучшении =1,2;
|
14. Коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса
|
|
|
В случае получения положительных результатов расчета, выводы могут быть сформулированы в следующем виде:
1. Передача работоспособна.
Обеспечена усталостная выносливость по контакту.
Выносливость зубьев при изгибе гарантируется с вероятностью неразрушения более 99%
2. Передача контролепригодна.