Методические указания по расчету закрытых передач для студентов инженерно-технических специальностей в курсовых и дипломных проектах, страница 3

2.3 Режимы работы передачи

На основе статистической обработки реальных условий работы современных машин в качестве расчетных приняты шесть типовых режимов работы передач [3, с.12]: 0 – постоянный; I – тяжелый; II – средний равновероятный; III – средний нормальный; IV – легкий; V -  особо легкий.

          Режим работы передачи в расчетах на выносливость учитывается коэффициентом режима нагрузки – Х, значения которого представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Значения коэффициента режима нагрузки

Режим  нагрузки	0	I	II	III	IV	V
Х	1	0,77	0,5	0,5	0,42	0,31

            2.4 Число циклов перемены напряжений

2.4.1 Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной и изгибной выносливости

Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной и изгибной выносливости обозначается соответственно N_HG и N_FG. Число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу контактной выносливости N_HG зависит от средней твердости по Бринелю активных поверхностей зубьев НВ_ср (для нормализованных и       улучшенных     сталей)     или по Роквеллу HRC_{Э ср} (для закаленных,  цементированных, цианированных и азотированных  поверхностей зубьев стальных зубчатых колес)_.

При расчете передачи на контактную выносливость значения чисел циклов N_HG для колес, выполненных из стали следует определить по формуле:

N_HG = 30×(НВ_ср)^2,4 – для колес, выполненных из материала с твердостью рабочих поверхностей зубьев менее НВ350 (первой группы),

N_HG =340 × (HRC_{Э ср})^3,15 + 8 × 10⁶ – для колес, выполненных из материала с твердостью рабочих поверхностей зубьев более НВ350 (второй группы).

Значения НВ_ср и HRC_{Э ср} определяются как среднее арифметическое интервала твердости зубьев шестерни и колеса, которые представлены   в таблице А.1:

 или  .

При расчете передачи на изгибную выносливость принимают значение N_FG = 4×10⁶ независимо от твердости материала  колеса [1, c.27].

2.4.2 Суммарное число циклов перемены напряжений N_∑

Суммарное число циклов перемены напряжений  для шестерни  и колеса  соответственно определяется:

;        ;

где    - суммарное время работы передачи, час;

n₁ , n₂ – частота вращения шестерни и колеса, об/мин;

 - число вхождений в зацепление зубьев рассчитываемого колеса за один оборот (число зацепляющихся с данным колесом других зубчатых колес).

           2.5 Допускаемые напряжения [σ]_H , [σ]_F

2.5.1 При расчете на контактную выносливость

Допускаемые контактные напряжения предварительно рассчитываются отдельно для материала шестерни и колеса по формуле:

,   где S_H – коэффициент безопасности при расчете на контактную прочность:

S_H = 1,1 – для материалов колес первой группы,

S_H = 1,2 – для материалов колес второй группы;

_ОН – длительный предел контактной выносливости:

 = 2×НВ_ср + 70 – для материалов колес первой группы, МПа;

= 17×HRC_{Э ср}+200 – для    материалов  колес  второй группы при поверхностной и объемной закалке, МПа;

_ОН = 23×HRC_{Э ср}– для    материалов  колес  второй группы при цементации и нитроцементации, МПа;

_ОН =1050 МПа –для    материалов  колес  второй группы при азотировании.

Для колес с прямыми зубьями, расчетное допускаемое напряжение []_Н следует принимать для более слабого (лимитирующего) колеса. При термической обработке улучшение обычно лимитирует материал колеса, т.е.

_H=_Hmin=_H2.

Для колес с круговыми зубьями

_Н = 0,45 (_Н1 + _Н2) ≤  ,15_Н2, если НВ₂ < НВ₁.

2.5.2  При расчете на изгибную выносливость

, МПа, где _OF – длительный предел изгибной выносливости:

_OF = 1,8×НВ_ср – для материалов колес первой группы, МПа;

_OF =  600–700 МПа – для материалов колес второй группы при закалке ТВЧ по контуру зубьев;

_OF =  500–600 МПа – для материалов колес второй группы при сквозной закалке ТВЧ (модуль передачи m<3 мм);

_OF =  750–950 МПа – для материалов колес второй группы при цементации;