Определение модуля передачи из условия прочности на изгиб

    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

                              Z_Σ =2 ·а_w / m;                                (3.43)

Подставляя значения в выражение получаем

                              Z_Σ = 2 ·500 /14 =73,4=73.

Определение числа зубьев шестерни

                                     Z₁ = Z_Σ / (U +1);                               (3.44)

Подставляя суммарное число зубьев Z_Σ = 120 и передаточное число U = 1 получим

  Z₁ = 73/ (3,26 +1) = 17,1.

Назначаем Z₁ = 17.

Определение числа зубьев колеса

                                                Z₂ = Z_Σ - 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

                                    F_t = 2· Т / d,                                  (3.46)

где Т – крутящий момент на зубчатом колесе, Н·м;

    d – делительный диаметр колеса, мм;

    F_t – окружное усилие, кН.

Подставляя значения, получим F_t = 2· 27600 /238 = 232кН.

Радиальное усилие

                                F_r = F_t · tg α _w,                                (3.47)

где α_w – угол зацепления, для стандартной, равносмещенной передачи

 α_w = 20⁰˚.

Подставляя значения, получим

     F_r = 232 · tg 20˚ = 84,4кН.

Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба

Используя графики [2] определяем значения коэффициентов

                                 Y_F1 = Y_F2 = 3,73.

Расчет на изгиб ведем по шестерне.

    Проверочный расчет на изгиб производят по формуле

                     σ_F =2· 10 ³· YF· KF· T₁/ m ² · Z · b,                (3.48)

где σ_F – рабочее напряжение изгиба, МПа;

    K_F – коэффициент нагрузки; подставляем K_F =1,3 [1].

Подставляя вычисленные коэффициенты в выражение получим

     σ_F1 =2· 10 ³· 3,73· 1,4· 27600 / 14 ² · 17· 130 =665,5МПа.

                    665,5МПа<722,6МПа - прочность обеспечена.