37. Допускаемые напряжения при расчёте зубчатых передач.

[]_н – допускаемые напряжения

_н – действующие напряжения

Выбор допускаемых напряжений базируется на кривых усталости Веллера. Получены экспериментально на образцах зубчатых колёс. В полулогарифмической системе координат кривые имеют вид:

I – передача может работать без разрушения неограниченный срок (без выкрашивания и без излома зубьев, но она выходит из строя по другому критерию – износу)

II – ограниченный срок службы

III – допускаются кратковременные перегрузки, расчёт ведётся по статической прочности

Наклонный участок описывается степенной функцией.

Для точек i и G:

где q – показатель степени, C – постоянное число для определённой твёрдости материала.

, где

N_G – базовое число циклов (точка перегиба)

N_K – число циклов до разрушения

Разделим на коэффициент безопасности S и получим формулы для определения допускаемых изгибных и контактных напряжений.

, где

Z_K и Y_K – коэффициенты учитывающие шероховатость поверхности

Z_V – коэффициент учитывающий влияние скорости

Y_A – коэффициент учитывающий двухстороннее приложение нагрузки

_Hlim, _Flim – пределы выносливости по кривой усталости, зависят от химико-термической обработки стали

S_H (~1,1) и S_F (~1,7) – коэффициенты запаса прочности

Z_N и Y_N – коэффициенты долговечности

1  Z_N  2,6

для улучшенных

сталей

1  Y_N  2,6

Где q = 6 для улучшенных сталей

q = 9 для закалённых сталей

N _HG = H³_HB  1210⁷ базовое число циклов соответствующее

N_FG = 410⁶ точке перегиба кривой усталости

N_K = 60n_зац. nt_сум – число циклов при нагрузке, где n_зац. – количество зацеплений зуба другим за 1 оборот.

n – частота вращения колеса [мин^-1]

t_сум – ресурс работы в часах

Для косозубых передач, когда шестерня закалена и поверхностно упрочена до НВ  400 (HRC_  40)

НВ  300 – допускаемый контролируемые напряжения можно повысить

[]_H = 0,45 ([]_H1 + []_H2)

[]_Hmin  []_H  1,25 []_Hmin

38. Учёт переменного режима при расчёте зубчатых передач.

Большинство зубчатых передач работает в условиях переменных режимов нагрузок. Расчёт таких передач по максимальным нагрузкам в предположении их постоянного действия приводили бы к ненужному утяжелению передач.

Переменный режим заменяют постоянным, который по повреждающему действию на материал эквивалентен переменному.

За расчётный момент Т берут максимально длительно действующий момент. Тогда эквивалентное число циклов N_E должно быть меньше N_K

N_E =   N_K,   1

N_HE = _H  NK =  _H60n_зац.nt_сум

N_FE = _F  NK =  _F60n_зац.nt_сум

Экспериментально установлено что все виды нагружения различных машин можно охарактеризовать следующими типовыми:

T_i – текущее значение момента

T_max – максимальный из моментов, который учитывается в расчёте на усталость

N_i – число циклов нагружения при работе с моментами равными и большими T_i

N_K – суммарное число циклов нагружения за расчётный срок службы передачи

0 – постоянный режим

_H =_F = 1

1 (I) – тяжёлый режим

_H =0,5 _F = 0,3 (при q=6) / 0,2 (при q=9)

2 (II) – средней равновероятный

3 (III) – средний нормальный

4 – лёгкий режим

5 – особо лёгкий режим

_H и _F – смотри в таблицах