Предел текучести на поверхности вала Оч = 750 МПа (см. табл. 2.1), Допускаемое напряженве смятия по формуле (7.9)

y.SO

lbM = 1,4.3.241.2.85 = >

Условие прочности по смятию удовлетворяется. При расчете на износ условное напряжение смятия выбираем из данных, приведенных на с. 241.

Твердости HRC 50 (закалка т. в. ч.) соответствует [а]усл = 185 МПа. Расчетные коэффициенты для формулы (7.12);

KJK = 0.7778 + (0,8421 - 0,7778) (0,45 - 0.4291) = 0.7791

(интерполирование по данным, приведенным на с. 242). Кд= 0.7791 X X 1.8582= 1.4478.

Коэффициент продольной концентрации от силы Р найдем по графику, приведенному на рнс. 7.3; е = Я/В = 0,9 : 7 = 0,1286; Ке= = 1,22.

Общий коэффициент продольной концентрации /Спр = Ккр f К, - 1 = 1,284 + 1.22 - 1 = 1.504.

Общий коэффициент концевтрацни нагрузки /< зв = <пр = 1.4478.1.504 = 2,177.

Коэффициент переменности вагрузки рассчитываем по формуле (7.13), приняв за расчетный режим первой передачи. Расчетное число циклов по передачам Ni = апЯбО (где R - ресурс, ч) и Mi/M:

на первой передаче

Ni = 0,2-1120- 6000-60 = 0,8064-10 , MjMt = 1;

иа второй передаче Na = 0.3-1350-6000-60 = 1,458- Ю ; М/Мг = 1120/1370 = 0,8175;

на третьей передаче Na = 0.3-1580-6000-60 = 1,706- Ю ; Mg/Mi = 960/1370 = 0.7007}

на четвертой передаче Л?4 = 0.2-1960.6000-60= 1.411-108; MjMi= 775/1370 = 0.5657.

Расчетное число циклов за ресурс:

W = /V, + + + 4 = (0.8064 + 1,458 + 1,706 + 1,411) 10 = = 5,381-10 ;

= 0,7688.

Коэффициент числа циклов (7.14) при Wo= Ю*

Кц = у5ЖТ= 1,7524.

Коэффициент долговечности К.олг = КпКц = 0,7688.1,7524 = 1,3472. 246

Коэффициент, учитывающий условия смазки, примем Кс - I (средние условия), поскольку фиксация шестерен жесткая, Кос = Ь Коэффициент, характеризующий условия работы,

Кр=Кс/<ос=Ы = 1-

Допускаемое напряжение смятия по формуле (7.12)

Мизн = 2,177.U472.1 = >

Таким образом, условие прочности по износу удовлетворяется. Условие работы без износа при [о ]би = 0,3 Я/?С = 0,3-50 = = 15 МПа не удовлетворяется:

О = 26.095 МПа > -Иби

Аизн .,17/

7.4. Расчет соединений с торцовыми зубьями

Расчет соединений с торцовыми зубьями проводится на смятие их рабочих поверхностей и на условный изгиб зубьев 133]. Расчет на смятие рабочих поверхностей проводится при допущении равномерного распределения давления по глубине захода. В продольном направлении распределение давлений принимается по трапецеидальному закону в соответствии с законом трапецеидальных перемещений поверхностных слоев при деформации соединения.

Различают основной расчетный случай, когда соединение работает на кручение, и дополнительный расчетный случай, когда соединение работает на кручение с изгибом. Помимо определения напряжений смятия необходимо также определение минимальной силы предварительной затяжки соединения. При затяжке соединения силой Рдат на рабочих поверхностях зубьев возникают напряжения смятия (рис. 7.4, а)

ff Рзат Psar (7 \R\

Осм- р - 2г№з1да - 2я/?срЬ

где 2 - число зубьев; b - длина зубьев; fi - глубина захода в среднем по длине зуба сечении; а - угол профиля; Rep - средний радиус зубчатого пояса; g = 0,7 - при наличии плоскосрезанных зубьев, = 1 - при остроугольных вершинах.

При приложении к соединению крутящего момента М происходит перераспределение смятия по рабочим поверхностям (рис. 7.4, б).

При отсутствии сдвигов максимальные напряжения на догруженной грани определяются по выражению

(7.19)

C a. = C3 (l+;;;-tga)-

<срзат / Лор

а минимальные напряжения смятия на разгруженной грани - по выражению

(7.20)

Рнс. 7.4, Схема работы соединения с торцовыми аубьями

Условие Cmtn о определяет необходимую силу предварительной затяжки соединения

PaaTMtga/Tep. (7.21)

на практике обычно принимают P3,T=l,3Mtga ?cp. (7.22)

Необходимо также проверить, чтобы сила предварительной затяжки не превосходила предела, определяемого поверхностной прочностью рабочих поверхностей соединения, т. е. чтобы

(7.23)

Условия (7.22) И (7.23) позволяют получить предельно допустимый по поверхностной прочности крутящий момент, передаваемый соединением.

[М] <

nblR

?тах tga

[С].

(7.24)