где делительный угол профиля в торцовом сечении:
.b1 = b2 + (5...10) = 44,1 + (5...10) = 49,1…54,1 мм.
По окружной скорости колес назначаем 9-ю степень точности зубчатых колес [т. 3.4].
Коэффициент
, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, выбирается по таблице в зависимости от окружной скорости и степени точности по нормам плавности [т. 4.5]: = 1,13. = 1,11; ; = 140 мм (определено ранее).Динамический коэффициент
определяется по таблице 5.1: .условие выполнено.
Недогруз =
(в курсовом проектировании недогруз должен быть не более 20%).3. Расчет зубьев на выносливость при изгибе
3.1 Допускаемые напряжения в проверочном расчете на изгиб
где
– предел выносливости при отнулевом цикле изгиба; – коэффициент запаса прочности; – коэффициент долговечности; – коэффициент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений; – коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности; – коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса.Коэффициент запаса прочности
определяется в зависимости от способа термической и химико-термической обработки [см. приложение 2]: = 1,7; = 1,7.Коэффициент долговечности
находится по формуле [ф. 3.14]: но не менее 1,где
– показатель степени [с. 14]; – базовое число циклов перемены напряжений, NFlim = 4×106 циклов; – суммарное число циклов перемены напряжений, уже определены: циклов, циклов.Так как
и , то .Предел выносливости при отнулевом цикле изгиба
, выбирается в зависимости от способа термической или химико-термической обработки [приложение 2]:для шестерни и колеса с улучшением из стали марки 40ХН
МПа, МПа.Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки
, так как одностороннее приложение нагрузки [c. 34].Тогда:
3.2 Определение расчетного изгибного напряжения
Расчетом определяют напряжение в опасном сечении на переходной поверхности зуба для каждого зубчатого колеса.
Выносливость зубьев, необходимая для предотвращения усталостного излома зубьев, устанавливают сопоставлением расчетного местного напряжения от изгиба в опасном сечении на переходной поверхности и допускаемого напряжения [ф. 5.1]:
.Расчетное местное напряжение при изгибе определяют по формуле, МПа:
,где Т – крутящий момент, Н*м;
m – нормальный модуль, мм;
z – число зубьев;
– коэффициент ширины зуба по диаметру (опреден ранее); – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений; – коэффициент, учитывающий влияние наклон зуба; – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев; – коэффициент нагрузки.Коэффициент
, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, определяется по формуле [ф. 3.17]: ,где x1 = x2 = 0 – коэффициенты смещения;
, – так как шестерни косозубые. Тогда: ;