Расчетная нагрузка

За расчетную нагрузку принимают максимальное значение удель­ной нагрузки, распределенной по линии контакта зубьев:

где - нормальная сила в зацеплении; - коэффициент расчетной нагрузки; - коэффициент концентрации нагрузки; - коэффициент динамической нагрузки; - коэффициент рас­пределения нагрузки между зубьями; - суммарная длина линии контакта зубьев.

Концентрация нагрузки и динамические нагрузки различно вли­яют на прочность по контактным и изгибным напряжениям. Со­ответственно различают - в расчетах по контакт­ным напряжениям и - в расчетах по напряжениям изгиба.

Коэффициент распределения нагрузки между зубьями опреде­ляется в зависимости от степени точности ( ) изготовления зуб­чатых колес по нормам плавности. Он учитывает влияние ошибок окружного шага и направления зубьев на величину в ненагружен­ной передаче. Для прямозубых передач:

≤1,25;

для косозубых передач:

≤1,6,

где =0,15, если твердости поверхностей зубьев шестерни и колеса и >350 НВ и =0,25 при и ≤350 НВ или >350 НВ, а <350 НВ; 5 ≤ ≤ 9. В расчетах на прочность по напряжениям изгиба полагают = . Отметим, что для точноизготовленных передач ( = 5) = 1.

Коэффициент концентрации нагрузки . Концентрация или не­равномерность распределения нагрузки по длине зуба связана с деформацией валов, корпусов, опор и самих зубчатых колес, а также с погрешностями изготовления и сборки передачи.

На рис. изображено взаимное расположение зубчатых ко­лес при деформированных валах в случаях: симметричного, несимметричного и консольного (расположения колес относительно опор

. Валы прогиба­ются в противоположные стороны под действием сил в зацеплении. При симметричном расположении опор прогиб валов не вы­зывает перекоса зубчатых колес и, следовательно, почти не нару­шает распределения нагрузки по длине зуба. Это самый благопри­ятный случай. При несимметричном и консольном расположении опор колеса перекашиваются на угол , что приводит к наруше­нию правильного касания зубьев. Если бы зубья были абсолютно жесткими, то они соприкасались бы только своими концами. Деформация зубьев уменьшает влияние перекосов и в большинстве случаев сохраняетих соприкасание по всей длине. Однако при этом нагрузка перераспределяется в соот­ветствии с деформацией отдельных участков зубьев. Отношение

,

где - средняя интенсивность нагрузки.

При прочих равных условиях влияние перекоса зубьев увеличива­ется с увеличением ширины колес , поэтому ее ограничивают.

При конструировании передачи необходимо учитывать все фак­торы, влияющие на концентрацию нагрузки, и в первую очередь не применять нежестких валов, опор и корпусов.

Для прибли­женной оценки рекомендуют графики, составленные на основе расчетов и практики эксплуатации. Графики рекоменду­ют для передач, жесткость и точность изготовления которых удов­летворяет нормам, принятым в редукторостроении. Кривые на графиках соответствуют различным случаям расположения колес относительно опор, изображенных на схемах (рис.) (кривые Ia - шариковые опоры, Ib - роликовые опоры). Влияние ширины колеса на графиках учитывают коэффициентом . Влияние приработки зубьев учиты­вают тем, что для различ­ной твердости материа­лов даны различные гра­фики. Графики разработа­ны для распространенно­го на практике режима ра­боты с переменной на­грузкой и окружной скоростью < 15 м/с.