Проверочный расчет конических колес на изгибную выносливость их зубьев
Проверка изгибной выносливости зубьев производится по условию:
шестерни
;
колеса
В этих зависимостях:
, – напряжения изгиба, возникающие в корне зубьев шестерни и колеса при действии номинальной нагрузки, МПа;
– номинальный крутящий момент на шестерне рассчитываемой ступени, ;
– коэффициент нагрузки напряжениями изгиба (см. ниже);
, – коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса, определяемые для конических передач по графикам рис. 10 ГОСТ 21354-87 в зависимости от эквивалентного числа зубьев и коэффициентов радиального смещения инструмента и , но с увеличением на 20%;
– коэффициент изгибной прочности зубьев;
– максимальный диаметр делительного конуса шестерни, мм;
, – длина зубьев шестерни и колеса, мм;
– фактическое значение коэффициента длины зуба (где – внешнее конусное расстояние);
Рекомендуется принимать
– максимальный торцовый модуль передачи, мм;
, – коэффициенты, учитывающие наличие касательной модификации зубьев шестерни и колеса, определяемые по формулам:
для зубьев шестерни ;
для зубьев колеса ;
где – коэффициент касательной модификации зубьев шестерни;
, – допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса, МПа ;
Коэффициент нагрузки при расчётах зубьев конических колёс на изгиб определяется по формуле
,
где – коэффициент динамичности внешней нагрузки;
-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба;
– коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, возникающей в зацеплении, определяется по формуле
,
где дополнительно: – окружная удельная динамическая сила, Н/мм;
– рабочая длина зубьев, мм;
– номинальное окружное усилие зацепления, Н.
Окружная удельная динамическая сила , Н/мм, для конических зубчатых передач определяется по следующей формуле:
,
где – коэффициент, учитывающий вид зубьев и твёрдость их рабочих
поверхностей.
– коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса (для конических колёс определяется по табл. 9 ГОСТ 21354-87 в зависимости от модуля передачи и степени её точности по нормам плавности);
– окружная скорость на среднем диаметре dm1, мм, делительного конуса шестерни, м/с;
– фактическое передаточное число рассчитываемой ступени.
Коэффициент , учитывающий неравномерность распределения (концентрацию) нагрузки по длине зуба, определяется по формуле
где – показатель степени.
Для шестерни:
;
;
;
Для колеса:
74МПа
;
72МПа