Проверка по усталостным напряжениям изгиба
Проверка по этим напряжениям предотвращает появление усталостных трещин у корня зуба в течение заданного срока службы t и, как следствие, поломку зуба.
Допускаемые напряжения изгиба определяются по формуле:
, (3.8)
где σF lim – предел выносливости зубьев при изгибе;
SF – запас прочности при изгибе;
YR - коэффициент шероховатости переходной кривой;
YX - масштабный фактор;
Yd - коэффициент чувствительности материала к концентра- ции;
YA - коэффициент реверсивности нагрузки;
YN - коэффициент долговечности.
Значения σF lim и SF приведены в таблице 3.4. Коэффициенты YR, YX, Yd, YA – даются в таблице 3.5.
Таблица 3.4
| Термическая обработка | Поверхностная твердость | Марки стали | sFlim, Мпа | SF при вероятности неразрушения | |
| нормальной | повышенной | ||||
| Нормализа- ция, улучше- ние | 180...350 HB | 40.45,40Х, 40ХН, 35ХМ | 1,75×(HB) | 1,7 | 2,2 |
| Объемная закалка | 45...55 HRC | 40Х,40ХН, 40ХФА | 500...550 | 1.7 | 2,2 |
| Закалка ТВЧ сквозная | 48...52 HRC | 40Х,35ХМ, 40ХН | 500...600 | 1,7 | 2,2 |
| Закалка ТВЧ поверхностная | 48...52 HRC | 40Х,35ХМ, 40ХН | 600...700 | 1,7 | 2,2 |
| Азотирование | 57...67 HRC | 38ХМЮА | 590...780 | 1,7 | 2,2 |
| Цементация | 56...63 HRC | 12ХН3А | 750...800 | 1,65...1,7 | 2...2,2 |
Таблица 3.5
| Коэф- фици-ент | Наименование коэффициента | Значение коэффициента |
| YR | Коэффициент шероховатости переходной кривой | Зубофрезерование и шлифование YR=1. Полирование YR=1,05...1,20. Более высокие значения для улучшения и закалки ТВЧ. |
| YX | Коэффициент размеров (масштабный фактор) | Сталь: объемная термообработка YX=1,03 - 0,006×m; 0,85£YX£1. Поверхностная закалка, азотирование YX=1,05 - 0,005×m; 0,8£YX£1. Чугун со сфероидальным графитом YX=1,03 - 0,006×m; 0,85£YX£1. Серый чугун YX=1,075 - 0,01×m;0,7£YX£1. |
| Yd | Коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений | Yd=1,082 - 0,172×lg m. |
| YA | Коэффициент реверсивности | При нереверсивной работе YA=1. При реверсивной работе с равным режимом нагружения в обе стороны: для нормализованной и улучшенной стали YA=0,65; для закаленной стали YA=0,75; для азотированной стали YA=0,9. |
|
|
|
Коэффициент долговечности YN рассчитывается отдельно для шестерни и колеса
, (3.9)
где NFG - базовое число циклов, для стальных зубьев
NF lim = 4×106 ;
NFE – эквивалентное число циклов нагружения;
m - степень кривой усталости, в предыдущей и последующих формулах расчета усталостной изгибной прочности:
Для улучшенных сталей
m = 6;
для закалённых сталей
m = 9.
Эквивалентное число циклов шестерни и колеса
|
|
|
NFE1(2) = 60×n1(2) × t × eF , (3.10)
где eF - коэффициент эквивалентности.
В соответствии с гистограммой нагружения, как и при расчёте на контактную прочность
(3.11)
или 
. (3.12)
Если переменность нагрузки задана в форме режима нагружения (рисунок 2.3)
NFE1(2) = μ F · NK1(2), (3.13)
где μ F – начальный момент (таблица 2.6).
Рабочие напряжения изгиба, определяются отдельно для шестерни и колеса
, (3.14)
где YFS - коэффициент формы зуба;
Ye - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев в зацеплении;
Yb - коэффициент угла наклона зуба
Коэффициент формы зуба рассчитывают по формуле:
(3.15)
где ZV – эквивалентное число зубьев равное ZV = Z/cos2β;
x – коэффициент сдвига инструмента, если передача модифицирована.
Коэффициент перекрытия зубьев в зацеплении определяется по формулам:
для прямозубых
 , (3.16)
| для косозубых
 . (3.17)
|
|
|
|
Коэффициент угла наклона зуба
(3.18)
где εβ – коэффициент осевого перекрытия, для косозубых колес εβ > 1,1.
Если Yb получился меньше 0,7, следует принять
Yb = 0,7
Рабочие напряжения определяются для каждого зубчатого колеса или для того, у которого меньше отношение
. (3.19)
Действительный запас усталостной изгибной прочности
. (3.20)
Значение коэффициента запаса усталостной изгибной прочности показывает степень надёжности в отношении вероятности поломки зуба. Чем больше этот коэффициент, тем ниже вероятность усталостной поломки зуба.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 221; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!