1.6 Определение допускаемых напряжений изгиба при постоянном режиме нагружения

На рис. 1.6 приведена кривая усталости для напряжений изгиба. В обозначении используется индекс , показатель степени – для нормализованных и улучшенных зубчатых колес, – для закаленных и поверхностно-упрочненных зубьев. Базовое число циклов нагружения изгибной прочности

(1.7)

Предел выносливости вычисляют по эмпирическим формулам в зависимости от материала, способа термической обработки и средней твердости поверхности зубьев (табл.1.4).

Рис. 1.6

Таблица 1.4 Пределы выносливости зубьев и коэффициенты запаса выносливости зубьев стальных зубчатых колес

Вид обработки	Твердость зубьев		, МПа
	Поверхность	Сердцевин
Нормализация, улучшение	(l 80… 300) HB	(180… 300) HB	1,8 НВ	1,7
Закалка ТВЧ по конту­ру зуба	(48… 55) HRC	(250… 320) НВ	600	1,7
Объемная закалка	(48… 55) HRC		600	1,7
Азотирование	(550…750) HV	(32… 42) HRC	300 +12 HRC	1,7
Цементация	(56… 62) HRC	(32… 45) HRC	800	1,6

Напряжения изгиба при числе циклов перемены напряжений вычисляют в соответствии с уравнением кривой усталости (1.3) на наклонном участке

откуда

Тогда напряжения при назначенном ресурсе

,

где = , при условии

На горизонтальном участке кривой усталости наибольшие напряжения равны пределу выносливости . Поэтому при принимают

Допускаемые напряжения для шестерни и для колеса определяют раздельно по общей зависимости, учитывая влияние на сопротивление усталости при изгибе долговечности (ресурса) колес, шероховатости поверхности выкружки (переходной поверхности между смежными зубьями) и реверса (двустороннего приложения) нагрузки:

(1.8)

Здесь – коэффициент долговечности, учитывающий влияние ресурса при условии ,

где для материалов с однородной структурой (нормализованных, улучшенных, объемно-закаленных) и для поверхностно–упрочненных (закалка ТВЧ, цементация, азотирование).

Для длительно работающих быстроходных передач и, следовательно, . Второй знак неравенства ограничивает допускаемые напряжения по условию предотвращения пластической деформации или хрупкого разрушения зуба.

– коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности между зубьями. Его принимают для зубьев с фрезерованными и шлифованными участками при основании и для зубьев после полирования.

– коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки. При одностороннем приложении нагрузки При реверсивном нагружении и одинаковой нагрузке и числе циклов нагружения в прямом и обратном направлении: – для нормализованных и улучшенных сталей; – для закаленных и улучшенных; – для азотированных.

коэффициент запаса контактной прочности. Минимальные значение этого коэффициента: , кроме цементованых и нитроцементованных зубчатых колес, для которых (см. табл. 1.4).