Коэффициенты нагрузки

Для учета неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого колеса и динамических явлений, вызванных погрешностями нарезания зубьев, в расчетные формулы вводятся коэффициенты нагрузки, которые находятся из выражений:

при расчете на контактную выносливость

К_H = К_Hβ · K_Hυ;

при расчете на выносливость при изгибе

К_F = К_Fβ · K_Fυ,

здесь К_Нβ и K_Fβ – коэффициенты концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца;

К_Нυ и К_Fυ – коэффициенты, учитывающие динамическую нагрузку.

Таблица 2.6

2.5.1 Коэффициент концентрации нагрузки К_β

Величина этого коэффициента зависит от твердости поверхности зубьев и характера нагрузки.

Если твердость рабочих поверхностей зубьев хотя бы одного из зубчатых колес пары ≤ НВ350 или если окружная скорость пары υ < 15 м/с, то зубчатые колеса считаются прирабатывающимися. При постоянной нагрузке для прирабатывающихся зубьев К_Нβ = K_Fβ = 1.

Для неприрабатывающихся зубьев цилиндрических зубчатых колес К_Нβ = К⁰_Нβ и K_Fβ = К⁰_Fβ, они находятся по табл. 2.7 и 2.8 в зависимости от схемы передачи (рис. 2.2).

Рис. 2.2

Таблица 2.7

Значения коэффициента К⁰_Нβ

	Твердость поверхностей зубьев	Схема передачи по рис. 2.2
0,2	а	1,7	1,4	1,3	1,18	1,08	1,04	1,02	1,0
б	1,35	1,2	1,15	1,09	1,04	1,02	1,01	1,0
0,4	а	2,4	1,9	1,6	1,36	1,2	1,12	1,08	1,02
б	1,7	1,45	1,3	1,18	1,1	1,06	1,04	1,01
0,6	а	3,1	2,4	2,0	1,6	1,34	1,24	1,14	1,06
б	2,05	1,7	1,5	1,3	1,17	1,12	1,07	1,03
0,8	а	4,0	3,0	2,4	1,86	1,54	1,4	1,26	1,1
б	2,5	2,0	1,7	1,43	1,27	1,2	1,13	1,05
1,0	а	–	3,6	2,8	2,12	1,8	1,6	1,4	1,2
б	–	2,3	1,9	1,56	1,4	1,3	1,2	1,1
1,2	а	–	–	3,2	2,44	2,08	1,8	1,6	1,3
б	–	–	2,1	1,72	1,54	1,4	1,3	1,15
1,4	а	–	–	–	2,8	2,4	2,0	1,8	1,42
б	–	–	–	1,9	1,7	1,52	1,4	1,21
1,6	а	–	–	–	–	2,8	2,4	2,0	1,6
б	–	–	–	–	1,9	1,7	1,5	1,3

Таблица 2.8

Значения коэффициента К⁰_Fb

	Твердость поверхностей зубьев	Схема передачи по рис. 2.2
0,2	а б	1,53 1,25	1,31 1,16	1,23 1,12	1,15 1,08	1,07 1,03	1,03 1,01	1,01 1,0	1,0 1,0
0,4	а б	2,01 1,53	1,67 1,34	1,46 1,23	1,27 1,13	1,16 1,08	1,09 1,05	1,06 1,03	1,01 1,0
0,6	а б	2,47 1,75	2,01 1,53	1,74 1,38	1,46 1,23	1,26 1,14	1,16 1,08	1,08 1,06	1,06 1,02
0,8	а б	3,03 2,08	2,41 1,74	2,01 1,53	1,62 1,32	1,41 1,21	1,31 1,16	1,21 1,08	1,08 1,04
1,0	а б	– –	2,8 1,95	2,28 1,67	1,82 1,42	1,6 1,31	1,46 1,23	1,31 1,16	1,16 1,08
1,2	а б	– –	– –	2,54 1,81	2,04 1,53	1,8 1,42	1,6 1,31	1,46 1,23	1,23 1,11
1,4	а б	– –	– –	– –	2,28 1,67	2,01 1,53	1,74 1,40	1,60 1,31	1,32 1,16
1,6	а б	– –	– –	– –	– –	2,23 1,67	2,01 1,53	1,74 1,38	1,46 1,23

В этих таблицах строка «а» соответствует твердости рабочих поверхностей зубьев хотя бы одного из колес Н < НВ350. Строка «б» применяется, если Н₁ ³ НRС45 и Н₂ ³ НRС45.

Параметр y_bd, использованный в таблицах, определяется по выражению:

Коэффициент ширины y_bа принимается по табл. 2.9. Меньшие значения y_bа рекомендуется назначать для передач с повышенной твердостью поверхностей зубьев Н ³ НRС45.

Таблица 2.9

Рекомендуемые значения коэффициента ширины y_bа = b_w/а_w

Положение зубчатых колес относительно опор
Симметричное	Несимметричное	Консольное (одного или обоих зубчатых колес)
0,315…0,5	0,25…0,4	0,2…0,25

При переменной нагрузке для прирабатывающихся цилиндрических прямозубых и косозубых, а также для конических прямозубых колес значения К_b определяются из выражения К_b = К⁰_b ·(1 – Х) + Х, где Х – коэффициент, учитывающий влияние режима работы на приработку зубчатых колес; определяется по табл. 2.10. Для неприрабатывающихся зубьев К_Нb = К⁰_Нb и К_Fb = К⁰_Fb.

Таблица 2.10

Режим	Т	С(Р)	С(Н)	Л
Х	0,77	0,5	0,5	0,38

2.5.2 Коэффициенты динамической нагрузки К_u

Значения динамических коэффициентов К_Нu и К_Fu соответственно для расчета на контактную выносливость и на выносливость при изгибе для всех видов зубчатых колес выбирают по таблицам 2.11 и 2.12.

Таблица 2.11

Степень точности	Твердость поверхностей зубьев	Коэффициенты КНu при u, м/с
6-я	а	1,03 1,01	1,06 1,02	1,12 1,04	1,17 1,04	1,23 1,06	1,28 1,07
б	1,02 1,00	1,04 1,00	1,07 1,02	1,1 1.02	1,15 1,03	1,18 1,04
7-я	а	1,04 1,02	1,07 1,03	1,14 1,05	1,21 1,06	1,29 1,07	1,36 1,08
б	1,03 1,00	1,06 1,01	1,09 1,02	1,14 1,03	1,19 1,03	1,24 1,04
8-я	а	1,04 1,01	1,08 1,02	1,16 1,04	1,24 1,06	1,32 1,07	1,4 1,08
б	1,03 1,01	1,06 1,01	1,1 1,02	1,16 1,03	1,22 1,04	1,26 1,05
9-я	а	1,05 1,01	1,10 1,03	1,20 1,05	1,30 1,07	1,40 1,09	1,50 1,12
б	1,04 1,01	1,07 1,01	1,13 1,02	1,2 1,03	1,26 1,04	1,32 1,05

При проектном расчете, когда размеры зубчатых колес еще не известны, для приближенного определения окружной скорости можно пользоваться зависимостями:

для передач с цилиндрическими зубчатыми колесами

;

для передачи с коническими зубчатыми колесами

.

Значения коэффициента С_u приведены в табл. 2.13. Рекомендуемые степени точности изготовления закрытых передач – в табл. 2.14.

В таблицах 2.11 и 2.12 строка «а» соответствует твердости рабочих поверхностей зубьев хотя бы одного колеса Н £ НВ350. Строка «б» применяется, если Н₁ ³ НRС45 и Н₂ ³ НRС45. Данные в числителе относятся к прямозубым, а в знаменателе – к косозубым колесам.

Таблица 2.12

Степень точности	Твердость поверхностей зубьев	Коэффициенты КFu при u, м/с
6-я	а	1,06 1,02	1,13 1,05	1,26 1,10	1,40 1,15	1,53 1,20	1,67 1,25
б	1,02 1,01	1,04 1,02	1,08 1,03	1,11 1.04	1,14 1,06	1,17 1,07
7-я	а	1,08 1,03	1,16 1,06	1,33 1,11	1,50 1,16	1,67 1,22	1,80 1,27
б	1,03 1,01	1,05 1,02	1,09 1,03	1,13 1,05	1,17 1,07	1,22 1,08
8-я	а	1,10 1,03	1,20 1,06	1,38 1,11	1,58 1,17	1,78 1,23	1,96 1,29
б	1,04 1,01	1,06 1,02	1,12 1,03	1,16 1,05	1,21 1,07	1,26 1,08
9-я	а	1,13 1,04	1,28 1,07	1,5 1,14	1,77 1,21	1,98 1,28	2,25 1,35
б	1,04 1,01	1,07 1,02	1,14 1,04	1,21 1,06	1,27 1,08	1,34 1,09

Таблица 2.13

Значения коэффициента С_u

Передача	Термообработка
У1 + У2	ТВЧ1 + У2	Ц1 + Ц2	ТВЧ1 + ТВЧ2 З1 + З2	Ц1 + Ц2
Цилиндрическая: прямозубая косозубая Коническая: прямозубая с круговыми зубьями

Здесь: У – улучшение; З – закалка; ТВЧ – закалка поверхности токами высокой частоты; Ц – цементация. Индекс «1» относится к термообработке шестерни; «2» - к термообработке колеса.

Таблица 2.14

Рекомендуемые степени точности

Дата добавления: 2015-08-18