Расчет на выносливость по контактным напряжениям
Расчетное контактное напряжение в полюсе зацепления зубчатой передачи 
выполняют для зубьев колеса, изготавливаемого из более мягкого материала, по формуле
(4.1)
Для расчета контактных напряжений по (4.1) сначала определяют окружную скорость в зацеплении по формуле
(4.2)
Затем устанавливают степень точности изготовления зубчатых колес. По ГОСТ 1643-72 для прямозубых колес при V£5 м/с и косозубых – при V£10 м/с назначают 8-ю степень точности; если VÎ(10,20) м/с, назначают 7-ю степень точности.
Для прямозубых передач kHa=1. Для косозубых и шевронных передач коэффициент kHa уточняют по графикам на рис.4. Каждая ветвь графика соот- Рис.4
ветствует степени точности, обозначенной цифрой.
Коэффициент kHb на наиболее опасной для прочности колеса стадии приработки выбирают из табл.7. Коэффициент динамичности kHV определяют по табл.8, используя окружную скорость и степень точности изготовления зубчатых колес.
Допускаемое напряжение на контактную выносливость уточняется по формуле
(4.3)
где zR, zV, kL, kxH учитывают соответственно шероховатость поверхности, окружную скорость в зацеплении, влияние смазки и размеров зубчатых колес.
Таблица № 7 /4/
| Твердость поверхностей зубьев | ||||||
| ybd | £ HB350 | > HB 350 | ||||
| (b/dm1) | I | II | III | I | II | III |
| 0.4 | 1.15 | 1.04 | 1.0 | 1.33 | 1.08 | 1.02 |
| 0.6 | 1.24 | 1.06 | 1.02 | 1.50 | 1.14 | 1.04 |
| 0.8 | 1.30 | 1.08 | 1.03 | - | 1.21 | 1.06 |
| 1.0 | - | 1.11 | 1.04 | - | 1.29 | 1.09 |
| 1.2 | - | 1.15 | 1.05 | - | 1.36 | 1.12 |
| 1.4 | - | 1.18 | 1.07 | - | - | 1.16 |
| 1.6 | - | 1.22 | 1.09 | - | - | 1.21 |
| 1.8 | - | 1.25 | 1.11 | - | - | - |
| 2.0 | - | 1.30 | 1.14 | - | - | - |
| Примечание: I - для консольного расположения зубчатых колес относительно подшипниковых опор на валу; II - для несимметричного расположения ; III - для симметричного расположения. |
Таблица № 8 /4/
| Окружная скорость v, м/с | |||||
| Передача | Твердость | до 5 | |||
| зубьев | Степень точности | ||||
| Прямозубая | £ HB 350 | 1.05 | - | - | - |
| Прямозубая | > HB350 | 1.10 | - | - | - |
| Косозубая | £ HB 350 | 1.0 | 1.01 | 1.02 | 1.05 |
| и шевронная | > HB350 | 1.0 | 1.05 | 1.07 | 1.10 |
Если колесо изготавливают по 7-й степени точности zR=0.9, если по 8-й zR=0.95-1. zV=1, если V£5м/с. При больших скоростях
zV=0.85V0.1. (4.4)
Для редуктора закрытого типа kL=1. Колеса с диаметром da2£700 имеют kxH=1, при большем диаметре
(4.5)
Контактные напряжения sН не должны превышать допускаемые более, чем на 5-6 %:
(4.6)
Недогрузка свыше 20% нецелесообразна по экономическим соображениям. Если эти условия не выполняются, изменяют материалы зубчатых колес или их геометрию. В первом случае из табл.3 и 4 выбирают более прочные материалы зубчатой пары и пересчитывают допускаемое напряжение sНР по формуле (4.3). Если поверхностная твердость этих материалов также возрастает, необходимо уточнить коэффициент нагрузки kHb по табл.7 и пересчитать контактное напряжение на зубьях колеса по (4.1).
Если при неудовлетворительной выносливости проектировщик желает изменить геометрию зубчатых колес целесообразно увеличить в первую очередь коэффициент ширины венца. В этом случае расчет повторяют, начиная с выбора нового межосевого расстояния.