Определение модуля зацепления

Модуль зацепления определяется из расчета зубьев на прочность (изгибную и контактную). В проектируемом ЭМП предполагается открытый тип передач.

При проверочном расчете по известной геометрии зубьев и заданным нагрузкам определяют действующие контактные напряжения σ_н и проверяется условие σ_н ≤ [σ_н].

Расчет на изгибную прочность проводят для наиболее нагруженной ступени редуктора.

При этом модуль зацепления выбирается по менее прочному колесу зубчатой элементарной передачи, исходя из неравенства [2]:

, где

К _m – коэффициент

К _m =1,3 для прямозубых колес

M – крутящий момент, действующий на колесо

Y_F – коэффициент формы зуба

K _b – коэффициент неравномерности нагрузки по ширине колеса

K _b = 1 при постоянной нагрузке, скоростях v < 15 м/с, твердости зубьев HB < 350 [2]

z – число зубьев рассчитываемого колеса

ψ_{b m} – коэффициент, равный отношению ширины зубчатого венца к модулю

Выбираем ψ_{b m} = 8.

[σ_F] – допускаемое напряжение изгиба

 

Исходя из рекомендаций для прирабатывающихся передач (с твердостью рабочих поверхностей колес HB ≤ 350)[1], назначаем для зубчатых колес разные материалы, причем твердость шестерни должна быть на 20…30 единиц больше твердости колеса.

Рассчитаем окружную скорость 

,

где при модуле     m = 0.3 мм делительный диаметр первой шестерни

  d = m ۰z = 0.3۰22 = 6.6 мм

 Выбираем пару материалов, для скорости V < 6 м/ c:

сталь 45 (для шестерен) – сталь 35 (для колес).

Табл. 4. 2. Параметры выбранных материалов [1, 2]

Параметр	Обозначение	сталь 35(колесо)	сталь 45 (шестерня)
Коэффициент линейного расширения	α, 1/˚	10.6..12.4 ּ10^-6	10.6..12.4 ּ10^-6
Плотность	r, кг/м^3	7850	7850
Предел прочности	sв, МПа	520	580
Предел текучести	sт, МПа	320	360
Твердость	HB	196..263	190..240
Твердость поверхностная	HRC	30..40	40..50
Термообработка		Нормализация, закалка, отпуск	Нормализация, закалка,отпуск

 

Допускаемое напряжение изгиба для реверсивных передач рассчитывается по формуле:                                    , где

n – коэффициент запаса прочности    n = 1,5…2,0.

Выбираем   n = 1,5.

Рассчитаем предел выносливости для материалов шестерни и колеса

  МПа

  МПа

5. Для пары 7-8 рассчитываем модуль

=3.6 для колеса

=3.9 для шестерни

Расчет модуля ведем по колесу, т.к. для него отношение больше.

M_н = 7500 Нּмм

Учитывая рекомендуемый ряд модулей [2], назначаем m = 1 мм.

 

6. Для пары 5-6 рассчитываем модуль

=3.75 для колеса

=4.15для шестерни

;

Расчет модуля ведем по колесу, т.к. для него отношение больше.

M_н = 1130 (Нּмм)

Учитывая рекомендуемый ряд модулей [2], назначаем m = 0,6 мм

 

7. Для пары 3-4 рассчитываем модуль

=3.73 для колеса

=4,15 для шестерни

Расчет модуля ведем по колесу, т.к. для него отношение больше.

M_н = 290 Нּмм

Учитывая рекомендуемый ряд модулей [2], назначаем m = 0,4 мм

 

8. Для пары 1-2 рассчитываем модуль

=3.73 для колеса

=4,15 для шестерни

Расчет модуля ведем по колесу, т.к. для него отношение больше.

M_н = 94,6 Нּмм

Учитывая рекомендуемый ряд модулей [2], назначаем m = 0,3 мм.