Для зубчатых колес при твердости зубьев >350HB модуль назначают
где - коэффициент нагрузки, принимаем =1,4 [5];
- ширина колеса, определяется по формуле:
Тогда формула (3.41) преобразуется в следующий вид:
Для уменьшения модуля без потери прочности увеличим межосевое расстояние до 500мм.
Тогда
Назначаем m = 14 мм по ГОСТ 9563-80.
Определение суммарного числа зубьев
ZΣ =2 ·аw / m; (3.43)
Подставляя значения в выражение получаем
ZΣ = 2 ·500 /14 =73,4=73.
Определение числа зубьев шестерни
Z1 = ZΣ / (U +1); (3.44)
Подставляя суммарное число зубьев ZΣ = 120 и передаточное число U = 1 получим
Z1 = 73/ (3,26 +1) = 17,1.
Назначаем Z1 = 17.
Определение числа зубьев колеса
Z2 = ZΣ - Z1; (3.45)
Подставляя значения, получим
Z2 = 73–17 =56.
Определение геометрических размеров колес
Таблица 3.3 – Геометрические размеры колес
Параметр | Геометрические зависимости | Числовые значения |
Делительные диаметры d1, d2 | d1 = m· Z1 d2 = m· Z2 | d1= 14*17=238мм d2= 14*56=784мм |
Диаметры вершин зубьев dа1, dа2 | dа1 = d1 + 2 m dа2 = d2 + 2 m | dа1 = 238+28=266мм dа2 = 784+28=812мм |
Диаметры впадин зубьев df1, df2 | df1 =d1-2,5m df2= d2 –2,5m | df1 =238-35=203мм df2=784-35=749мм |
Ширина колеса b2 | b2 = φа · аw | b2 =0,25· 500= 125мм |
Ширина шестерни b1 | b1= b2 +5мм | b1 = 130мм |
Определение усилий в зацеплении
Окружное усилие
Ft = 2· Т / d, (3.46)
где Т – крутящий момент на зубчатом колесе, Н·м;
d – делительный диаметр колеса, мм;
Ft – окружное усилие, кН.
Подставляя значения, получим Ft = 2· 27600 /238 = 232кН.
Радиальное усилие
Fr = Ft · tg α w, (3.47)
где αw – угол зацепления, для стандартной, равносмещенной передачи
αw = 200˚.
Подставляя значения, получим
Fr = 232 · tg 20˚ = 84,4кН.
Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба
Используя графики [2] определяем значения коэффициентов
YF1 = YF2 = 3,73.
Расчет на изгиб ведем по шестерне.
Проверочный расчет на изгиб производят по формуле
σF =2· 10 3· YF· KF· T1/ m 2 · Z · b, (3.48)
где σF – рабочее напряжение изгиба, МПа;
KF – коэффициент нагрузки; подставляем KF =1,3 [1].
Подставляя вычисленные коэффициенты в выражение получим
σF1 =2· 10 3· 3,73· 1,4· 27600 / 14 2 · 17· 130 =665,5МПа.
665,5МПа<722,6МПа - прочность обеспечена.