Расчет зубьев на выносливость при изгибе

Условие прочности имеет вид

где - действительные напряжения изгиба материала шестерни и колеса МПа;

- коэффициент, учитывающий форму зуба шестерни и колеса;

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев;

- исходная расчетная окружная сила, отнесенная к среднему диаметру шестерни при расчете на изгиб;

- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку при расчете на изгиб;

- допускаемое напряжение изгиба для материала шестерни и колеса, МПа.

Для прямозубой конической передачи .

При расчете на изгиб принимают

где - коэффициент формы зуба шестерни и колеса;

- коэффициент толщины зуба шестерни.

Коэффициент формы принимают по эквивалентному числу зубьев. В рассматриваемом случае по таблице 2.9 принимаем и . Тогда по таблице 2.16 принимаем .

Следовательно

Для прямозубой передачи = 1,0

где - удельная окружная динамическая сила при расчете на изгиб, Н/мм;

- удельная расчетная окружная сила при расчете на изгиб, Н/мм.

;

где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями при расчете на изгиб;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца конического колеса.

Для прямозубой передачи .

При выбранных ранее роликовых опорах валов, НВ ≤ 350 и величине найденного отношения по таблице 2.14 имеем

Тогда получаем

Допускаемые напряжения находим по формуле

где K_FL - коэффициент долговечности

где n_fo - базовое число циклов нагружения; для всех сталей ;

где n - частота вращения, мин^-1; n_шест = 400 мин^-1 и n_кол = 100 мин^-1.

с = 1 - число колёс, находящихся взацеплении;

= 18000 - продолжительность работы передачи в расчётный срок службы, час;

К_FE - дополнительный множитель для эквивалентной циклической долговечности.

где m_F = 6 - для сталей нормальной прочности.

Тогда

В итоге получаем

Так как , то принимаем

Так как , то принимаем

Для шестерни по таблице 2.13

Для колеса по таблице 2.13

Коэффициент безопасности находим по формуле

где - коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и ответственность передачи, принимаем (таблица 2.13);

- коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса: (для штамповок и поковок); ;

Принимаем . Тогда

Допускаемые напряжения

Условие прочности выполнено.