Расчет допускаемых напряжений

Допускаемые контактные напряжения. Расчет допускаемых контактных напряжений ведется по формуле

где онlimb — предел контактной выносливости, соответствующий базе испытаний (т.е. наибольшему числу циклов при испытаниях на усталость); ZN коэффициент долговечности; SH минимальный коэффициент запаса прочности.

Предел контактной выносливости н lim ъ зависит от термообработки, твердости активных поверхностей зубьев и определяется по табл. 7.8.

Коэффициент долговечности ZN учитывает возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач, когда заданное число циклов изменения напряжений Nk меньше базы испытаний Nmm, этот коэффициент определяется по формуле

База испытаний зависит от твердости зубьев и определяется по табл. 7.9. Заданное число циклов определяется по формуле

где п — частота вращения того из колес, для которого определяется допускаемое напряжение; Lh — заданная долговечность (ресурс) передачи в часах. Предельные значения коэффициента долговечности: ZN max = 1,8 для зубьев с поверхностным упрочнением; ZNllax = 2,6 для зубьев с однородной структурой материала (нормализация, улучшение, объемная закалка).

Таблица 7.8

Способ термической и химико- термической обработки

Средняя твердость поверхностей зубьев

Марки стали (например)

lim Ь•>

МПа

^riim bi

МПа

Отжиг, нормализация или улучшение

Н < 350 НВ

45, 50, 40Х, 45Х, 40ХН

27/нв + 70

1,757/нв

Объемная и поверхностная закалка

38...50 HRC

40Х, 35ХМ, 35ХГСА, 40ХН

1777hrc + + 200

500...700

Цементация и нитроцементация

Более 56 HRC

20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ, 20ХН

237/hrc

700...950

Азотирование

350...750 HV

40, 38ХМЮА

1050

580...770

Таблица 7.9

Твердость, НВ

200

250

300

350

400

450

500

550

600

/V/,lim, МЛН ЦИКЛОВ

10

17

25

37

50

64

80

100

120

Коэффициент запаса прочности SH= 1,1 для зубчатых колес с однородной структурой материала; SH= 1,2 для колес с поверхностным упрочнением зубьев.

Расчет на контактную усталость прямозубых передач ведется по колесу, для которого допускаемое напряжение меньше; расчет косозубых и шевронных передач ведется по условному допускаемому напряжению

Для конических колес

Допускаемые напряжения на усталость при изгибе. Расчет допускаемых напряжений изгиба ведется по формуле

где cjpiimi — предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базе испытаний и принимаемый по табл. 7.8 (большие значения выбираются при большей твердости зубьев); YA — коэффициент реверсивности нагрузки; IV — коэффициент долговечности; SF минимальный коэффициент запаса прочности.

Коэффициент реверсивности YA = 1 при одностороннем приложении нагрузки; YA « 0,7 для реверсивных передач.

Коэффициент долговечности , где база

испытаний для всех сталей /V/.-,im = 4 • 10й циклов; заданное число циклов Nk = 60nLh. Для колес с однородной структурой материала q = 6, Ynmax= 4; при поверхностном упрочнении зубьев q = 9, YNтах = 2,5.

Для длительно работающих передач, когда Nк >NFlim, принимается К = I •

Коэффициент запаса прочности учитывает нестабильность свойств материала, его твердость, вероятность неразрушения и ответственность передачи; Symin = 1,4... 1,7 в зависимости от марки стали и термообработки (см. таблицы стандарта).

После проверочных расчетов превышение допускаемых напряжений (перегрузка передачи) не должна превышать 5%, а недогрузка желательна не более 10%.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >