Пределы выносливости и коэффициенты безопасности

 

Термическая	Стали	σ HO, МПа		SH	σ FO, МПа SF [σ H max],	[σ F rmax],
обработка							МПа	МПа
Нормализация	40; 45;	2 НВ ср+70			1,8 HB ср	2,74 HВ ср
улучшение	40Х;
	40ХН;		1,1			2,8 σT
	35ХМ
	и др.
Объёмная за-	40Х; 18 HRC ср+150
калка	40ХН;
	35ХМ и				1,75
	др.
Закалка при	58; У7
нагреве ТВЧ	40Х;35ХМ;
по всему кон-	40ХН и др.
туру
(модуль		17 HRCсрпов	+				40 HRCсрпов
mn≥ 3мм)
Закалка при	40Х; 35ХМ
нагреве ТВЧ	40ХМ и
сквозная с ох-	др.
ватом впадины			1,2
(модуль
mn< 3мм)
Азотирование	40Х;				10 HRCсрпов +240
	40ХФА;						30 HRCсрпов
	40ХН2МА

и др.

 

Цементация и Цементуе-

 

закалкамые

стали всех				1,5540 HRCсрпов
марок	23 HRCсрпов
20ХН2М;
12ХН3А
Нитроцемен- 25ХГМ	23 HRCсрпов			40 HRCсрпов
тация и закал-
ка
							Таблица П7
Определение допускаемых напряжений
Наименование	Обозна-		Расчётные формулы и указания

 

 

параметров

чение

1.Допускаемое

контактное напряже-

ние, МПа:

[ Н ]1

шестерни

[

H

]

=

HO 1

× K

HL 1

;

SH 1

колеса

[ Н ]2

[ H

]2

=

HO 2

× KHL 2,

SH 2

где σ HO – предел контактной выносливости

зубьев при базовом числе циклов нагру-

жения

NHO ≈30 HB

2,4,находится по табл.

ср

П6; SH – коэффициент безопасности по

табл.П6; KHL = 6

NHO

- коэффициент дол-

N

говечности. При постоянной нагрузке N =60 n∙t – действительное число цикловнагружения, где n – частота вращения ко-леса, для которого определятся допускае-

 

мое напряжение, об/мин; t_c =365 L_Г∙K_С∙К_Г∙24 – суммарное время рабо-ты передачи под нагрузкой. При перемен-ной нагрузке N =60 n ∑(Т _i/ Т_max) t_i – эквива-лентное число циклов нагружения, где Т_i, t_i, Т_max –момент,время работы при режиме i,максимально длительно действующиймомент, определяемый по графику нагруз-ки.

 

Для однородной структуры материала

 

1< K_HL ≤2,6 для поверхностно упрочнения; 1< K_HL ≤1,8, если N > N_HO, то K_HL =1

 

Продолжение табл. П7

 

Наименование	Обозна-	Расчётные формулы и указания
параметров	чение

 

 

3а расчётное значение допускаемого кон-тактного напряжения [σ _H ] принимаются: меньшее из [σ _H ]₁ и [σ _H ]₂ – для передач при НВ _1ср– НВ _2ср=20…50;при НВ _1ср– НВ _2ср≥70[σ _H ]=0,45([σ _H ]₁ +[σ _H ]₂)≤1,23[σ _H ]₂ – для ци-линдрических передач с непрямыми зубь-ями и [σ _H ]=0,45([σ _H ]₁+[σ _H ]₂)≤1,15[σ _H ]₂ – для конических передач с непрямыми зубьями

 

2. Допускаемые на-пряжения изгиба,

МПа:шестерни

[ F ]1

[

]

=

F 01

× K

FC

× K

FL 1

,

F 1

SF 1

колеса

[ F ]2

[

]

=

F 02

× K

× K

,

F

FC

FL 2

SF 2

где σ _F0 – предел изгибной выносливости

 

при базовом числе циклов нагружения

N_F0 =4_∙10⁶,находится по табл.П6; S_{F –} ко-

 

эффициент безопасности, находится по

табл.П6; K_FC – коэффициент, учитываю-

щий реверсивность передачи, K_FC =1 – для

нереверсивной передачи; K_FC =0,7 – для

реверсивной передачи при НВ ≤ 350; K_FC

 

 

НВ >350); KFL	= m	4 ×106	– коэффициент
N

долговечности; m =6, 1≤ K_FL ≤2,08 – при НВ ≤350,

а также для колёс закаленных ТВЧ с об-рывом закалённого слоя у переходной по-верхности и закалённых колёс со шлифо-ванной переходной поверхностью; m =9, 1≤ K_FL ≤1,63 – при НВ >350; если N >4∙10⁶

		KFL= 1;	при переменной	нагрузке
		N =60 n å(Тi / Т max) m ti
				7
			Окончание табл. П
Наименование	Обозна-	Расчётные формулы и указания
параметров	чение

 

 

3. Предельное допус-

[ H max]

каемое контактное

Выбирается по табл. П6

напряжение, МПа

4. Предельное допус-

[ F max]

каемое напряжение

Выбирается по табл. П6

изгиба, МПа

Таблица П8

Расчёт на контактную прочность

Наименование

Обозна-

Расчётные формулы и указания

параметров

чение

1. Коэффициент ши-

ψ а

Выбирается по табл. П9 из стандартных чи-

рины колеса относи-

сел:

тельно межосевого

0,1; 0,125; 0,16;0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63;

расстояния

0,8; 1,0

2. Межосевое рас-

aw

aw = Ka (u ±1) 3

Т 2 KH

,

стояние, мм

a ([ H ] u)2

где Ка =49,5 – для прямозубой передачи;

Ка =43 –для косозубой и шевронной переда-

чи; знак «+» – для внешнего зацепления, а «-

» – для внутреннего; коэффициент К_Нβ кон-центрации нагрузки определяется по табл.П15 для коэффициента ширины колеса относительного диаметра ψ _d =0,5ψ _а (u ±1).

Межосевое расстояние округляют до стан-дартного значения, мм:

 

63; 80; 90; 100;112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500

 

3. Модуль, мм	m	m =(0,01…0,02) aw –при НВ ≤350;
		m =(0,016…0,0315) aw –при НВ >350.
		Для силовых передач рекомендуется
		m >1,5мм.Модуль округляют до стандарт-
		ных значений, мм: 1-й ряд – 1,5; 2; 2,5; 3; 4;
		5; 6; 8; 10; 12;
		2-й ряд – 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9
		Продолжение табл. П8
Наименование	Обозна-	Расчётные формулы и указания
параметров	чение

 

 

4. Суммарное число

zc

zc

=

2 aw cos '

зубьев

,

m

где угол наклона зубьев ¢ =0 – для прямо-

зубой передачи;

¢ =arcsin(

3,5 m

) – для ко-

aw a

созубой передачи; для шевронной передачи

предварительно

принимают¢ =25…40º,

число zc

округляют до ближайшего меньше-

го целого числа

5. Число зубьев

z 1

z

=

zc

;

шестерни

u ±1

число z 1

округляют до ближайшего целого

числа. Рекомендуется:

z 1≥22…35 –для быстроходной ступени;

z 1≥18…26 –для тихоходной ступени

6. Число зубьев ко-

z2

z2 = zc ± z 1(знак«-»для внешнего зацепления,а

леса

«+» для внутреннего)

7. Фактическое пе-

uф

uф = z2 / z 1

редаточное число

Отклонение от заданного

u =

иф - и

×100% ≤ 4%

и

8. Окончательный

β

= arccos

zc m

;

угол наклона зубьев,

2 аw

град.

точность вычисления β до пятого знака по-

сле запятой

9. Коэффициент

y

y =

aw - a

,

воспринимаемого

m

смещения для пря-

где a

=

(z 2 ± z 1) m

– делительное межосевое

мозубой передачи

расстояние

10. Коэффициент

y

Определяется по номограмме (рис. П1).

уравнительного

При у =0

у =0

смещения

Окончание табл. П8

Наименование

Обозна-

Расчётные формулы и указания

параметров

чение

 

 

11. Суммарный ко-

xс

xс = у +∆ у

эффициент смеще-

ния исходного кон-

тура

12. Коэффициент

x 1

x

= 0.5é x

c

-

z 2- z 1

(x

c

- D y)ù

– для внешнего

смещения исходного

ê

z 2+ z 1

ú

ë

û

контура для шестер-

зацепления;

ни

x

=

(z 2+ z 1)(xc - D y)

-

xc

+ D y

– для внут-

2(z 2

- z 1)

реннего зацепления

13. Коэффициент

x 2

x 2= xс ± x 1(знак«+»-для внешнего зацепления,

смещения исходного

а «-» – для внутреннего)

контура для колеса

 

Таблица П9

 

Коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния ψ _a

 

 

	Расположение колес	Твердость рабочих поверхностей зубьев
	относительно опор
	HB 1и HB 2<350		HB 1и HB 2>350
	в редукторах	или HB 2<350
Симметричное	0,3…0,5		0,25…0,3
Несимметричное	0,25…0,4		0,2…0,25
Консольное	0,2…0,25		0,15…0,2
Примечания
1.	Для шевронных колес значения коэффициента увеличивают в 1,3…1,4 раза
2.	Для подвижных колес коробок скоростей ψ a =0,1…0,2
3.	Большие значения – для постоянных и близких к ним нагрузок
4.	Для многоступенчатых редукторов в каждой последующей ступени значение коэффи-

 

циента принимают больше на 20…30%, чем в предыдущей

 

 

 

 

 

Р и с. П1. Номограмма для определениязависимости между у, ∆y и zc

 

			Таблица П10
Расчет основных геометрических параметров
Наименование	Обозна-	Расчетные формулы и указания
параметров	чение
Без смещения	Со смещением
		исходного контура	исходного контура
1. Межосевое	aw	aw = а=m (z 2± z 1)/(2cosβ)	aw = m [(z 2± z 1)/(2cosβ)+y]
расстояние, мм
2. Делительный	d 1	d 1= mz 1/cosβ
диаметр шестер-
ни, мм
3. Делительный	d 2	d 2= mz 2/cosβ
диаметр колеса,
мм
4. Начальный	dw 1	dw 1= d 1	dw 1=2 аw /(uф ±1)
диаметр
шестерни, мм
5. Начальный	dw 2	dw 2= d 2	dw 2= dw1/ uф
диаметр колеса,
мм
6. Диаметр вер-
шин зубьев	da 1	da 1= d 1+2 m
шестерни, мм:
внешнего			da 1= d 1+2(1+ x 1-Δy)m,
зацепления
внутреннего			da 1= d 1+2(1+ x 1) m
зацепления
7. Диаметр вер-
шин зубьев	da 2
колеса, мм:
внешнего		da 2= d 2+2 m	da 2= d 2+2(1+ x 2- y) m
зацепления:
внутреннего		da 2= d 2-2 m	da 2= d 2-2(0,75-
зацепления:
			0,875 x 2+Δ y) m при x 2<2
8. Диаметр впа-	df 1	df 1= d 1-2,5 m	df1 = d 1-(2,5-2 x 1) m
дин зубьев
шестерни, мм

 

 

				Окончание табл. П10
Наименование	Обозна-	Расчетные формулы и указания
параметров	чение
Без смещения		Со смещением
		исходного контура		исходного контура
9. Диаметр впа-
дин зубьев коле-	df 2
са, мм:
внешнего		df 2= d 2-2,5 m		df 2= d 2-(2,5-2 x 2) m
зацепления
вну