Допускаемые напряжения

Для нормальной работы передачи напряжения в зубе должны быть меньше допускаемых напряжений [s_H] и [s_F].

Выбор допускаемых контактных напряжений [s_H] для I материалов производится по условию сопротивления контактной усталости зубьев червячного колеса с учётом износа и ресурса передачи. Выбор [s_H] для материалов II и III групп должен обеспечивать отсутствие в червячной паре заедания в зависимости от скорости скольжения. Ресурс передачи при этом значения не имеет.

Допускаемое контактное напряжение [s_H]₀ при числе циклов перемены напряжений N_K =10⁷ для материалов I группы:

(3)

Коэффициент 0,9 – для червяков с твёрдыми (H³45HRC) шлифованными и полированными витками; 0,75 – для червяков при твёрдости £ 350 HB; s_b принимают по таблице 2.

Для определения значения допускаемого контактного напряжения [s_H] при заданном числе циклов N_K, отличной от базы испытаний (10⁷), в расчёт вводится коэффициент долговечности K_HL.

Коэффициент долговечности:

, (4)

где N_HE = μ_HN_к – эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса; μ_H – коэффициент эквивалентности.

Суммарное число циклов перемены напряжений:

, (5)

где L_h – время работы передачи, ч.

При задании режима нагружения циклограммой моментов (рис.3). Коэффициент μ_H эквивалентности вычисляют по формуле:

, (6)

где T_i, n_i, L_hi – вращающий момент на i-ой ступени нагружения, соответствующие ему частота вращения и продолжительность действия; T_max, n – наибольший момент из длительно действующих(номинальный) и соответствующая ему частота вращения.

Значения коэффициента μ_H эквивалентности для типовых режимов нагружения (рис.4) приведены в табл.4.

Допускаемые контактные напряжения при числе циклов перемены напряжений N_K:

, (7)

где С_V – коэффициент, учитывающий скорость скольжения (см. табл.5) или по формуле .

Таблица 4

Таблица 5

Коэффициент интенсивности изнашивания материала колеса С_v

Материалы II группы обладают повышенными механическими характеристиками (H, σ_b], но имеют пониженные противозадирные свойства.

Допускаемые контактные напряжения

, (8)

где [σ_H]₀=300 МПа для червяков с твёрдостью на поверхности витков ≥45HRC; [σ_H]₀=250 МПа для червяков при твёрдости ≤ 350 HB.

Для материалов III группы допускаемые контактные напряжения

, (9)

Формулы по определению предельных допускаемых контактных напряжений [σ_H]_max для проверки червячных передач на прочность при действии кратковременных перегрузок, не учитываемых в основном расчёте приведены в табл.6.

Допускаемые напряжения изгиба [σ_F] принимают по табл.7.

Эквивалентное число циклов нагружения зубьев

, (10)

где m_F – коэффициент эквивалентности.

При заданной циклограмме моментов коэффициент m_F эквивалентности определяют по формуле:

(11)

Значение коэффициентов m_F эквивалентности для типовых режимов нагружения приведены в табл.4.

Предельные допускаемые напряжения изгиба [s_F]_max приведены в табл.7.

Таблица 8