Определение допускаемых контактных напряжений
Допускаемые контактные напряжения определяется раздельно для шестерни и колеса по формуле [6]:
где – предел контактной выносливости, МПа (табл. 5); - коэффициент запаса прочности (для зубчатых колес с поверхностным упрочнением =1,2; для колес с однородной структурой (нормализация, улучшение) материала =1,1; - коэффициент долговечности, определяемый по формулам:
, (8)
не более 2,6 при SH = 1,1 и не более 1,8 при SH = 1,2.
, (9)
но не менее 0,75.
Здесь - базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости:
циклов; (10)
- число циклов напряжений в соответствии с заданным сроком службы:
(11)
где - срок службы в часах; n – частота вращения колеса, для материала которого определяют допускаемые напряжения, мин-1.
– коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев; – коэффициент, учитывающий окружную скорость; – коэффициент, учитывающий влияние смазки; - коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса. Для проектировочного расчета можно принять = 0,9 [6].
Таблица 5. Расчетные формулы для определения предела
контактной выносливости
Способ термической обработки | Средняя твердость поверхности зубьев | Сталь | Формула для расчета значений , МПа |
Нормализация или улучшение | менее 350 НВ | углеродистая и легированная | |
Объемная или поверхностная закалка | 38 …50 HRCэ | = 17 + 200 | |
Цементация или нитроцементация | более 56 HRCэ | легированная | = 23 |
Азотирование | более 550 НВ | = 1050 |
Таблица 6. Результаты расчета допускаемых контактных напряжений
Объект расчета | Сталь | Средняя твердость | , МПа (табл. 5) | циклов ф-ла (11) | циклов ф-ла (10) | МПа ф-ла (7) | ||
Шестерня 1 ступени | 40ХН | 50,5 | 1058,5 | 1,2 | 10,48.108 | 0,98.108 | 0,89 | 706,5 |
Колесо 1 ступени | 40Х | 47,5 | 1007,5 | 1,2 | 1,47.108 | 0,8.108 | 0,97 | |
Шестерня 2 ступени | 40ХН | 50,5 | 1058,5 | 1,2 | 1,47.108 | 0,98.108 | 0,98 | |
Колесо 2 ступени | 40Х | 47,5 | 1007,5 | 1,2 | 0,4.108 | 0,8.108 | 1,12 |
В результате расчета принимаем:
для I-ой ступени = 706,5 МПа,
для II-ой ступени = 778 МПа.
Дата добавления: 2016-07-05; просмотров: 2240;