Допускаемые напряжения на выносливость по изгибу зубьев [σF] и допускаемые контактные напряжения [σН].

Допускаемые напряжения [σ_F] и [σ_Н] определяются по расчетным формулам на усталость и базируются на кривых усталости.

N – число циклов;

N₀ – базовое число циклов, точка перелома кривой усталости;

σ₀ – предел выносливости.

Допускаемые напряжения в основном зависят от твердости рабочих поверхностей зубьев, срока службы передач, режима нагрузки (постоянная или переменная нагрузка) и коэффициента запаса прочности.

Предел выносливости и коэффициент запаса прочности, которые входят в расчетные формулы при определении допускаемых напряжений выбираются из таблиц, в зависимости от твердости зубьев и термообработки.

Расчетное допускаемое контактной напряжение для прямозубых передач принимается наименьшее из двух, а для косозубых передач принимается

[σ_Н] = 0.45 ([σ] _{Н1 +} [σ] _Н2), но 1.25 [σ _Нmin] ≥ [σ] _Н ≥ [σ _Нmin],

где [σ _Нmin] – минимальное допускаемое напряжение из двух допускаемых

напряжений,

[σ ]_Н1 – допускаемое контактное напряжение шестерни,

[σ ]_Н2 – допускаемое контактное напряжение колеса.

Силы в зацеплении и коэффициент нагрузки. (рис. 3)

F_t = 2*T₁*10³/d_w1 = 2*T₂*10³/d_w2; F_r1 = F_r2 = F_r = F_t tg α_w.

α_w - угол зацепления.

Направление сил определяется так: окружное усилие на колесе F₁ совпадает с направлением окружной скорости, а на шестерне против окружной скорости. Следовательно, направление радиальных сил – всегда к оси колес.

Под действием этих нагрузок в зубьях будут развиваться изгибные и контактные напряжения. Однако в расчет вводят не эти нагрузки, а так называемые расчетные. Дело в том, что в зубчатых передачах вследствие неточности изготовления, монтажа и т.д. возникают дополнительные нагрузки.

Поэтому F_pn = F_n * K_H (или K_F),

Где K – коэффициент нагрузки, определяемый по зависимости

K_HF = K_V * K_β

Здесь K_β – коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, который зависит от деформации вала, опор, расположения колес на валах, от точности изготовления. Обычно коэффициент определяется по таблицам или графикам и колеблется от 1 до 1.4. В результате приработки для нетвердых зубьев (НВ<350) K_β → 1, но это при постоянной нагрузке.

K_V – коэффициент внутренней динамической нагрузки, зависит от точности изготовления передач, скорости вращения, величины ошибки шага и др. явлений, вызывающих динамические процессы, определяется по таблицам равен 1…1,5.

K_H – коэффициент нагрузки при расчете по контактным напряжениям.

K_F – коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба.

2