Определение модуля зубчатой передачи

С технологической точки зрения целесообразно выбирать один модуль для всех зубчатых передач КПП. При выборе модуля необходимо учесть, что его уменьшение при увеличении ширины зубчатого венца приводит к уменьшению уровня шума, что наиболее актуально для легковых автомобилей. Для уменьшения массы коробки передач следует увеличивать модуль за счёт уменьшения ширины венцов зубчатых колёс.

Минимальное значение нормального модуля m_n (мм) определяют из условий изгибной прочности на усталость или статической прочности при действии максимального момента:

m_{n min} = , (6.1)

ψ_m = , (6.2)

где Т_рi – расчётный вращающий момент на валу рассматриваемой шестерни i -того зубчатого зацепления, Н·м;

K_F – коэффициент нагрузки;

Y_FS – коэффициент, учитывающий влияние формы зуба и концентрацию напряжений;

Y_ε – коэффициент, учитывающий влияние перекрытия зубьев;

Y_β – коэффициент, учитывающий изменение плеча действия нагрузки по линии контакта косозубого колеса (влияние наклона зуба);

– допускаемые изгибные напряжения, МПа;

ψ_m – коэффициент ширины зубчатого венца.

6.1. Определение коэффициента нагрузки K_F

Коэффициент нагрузки определяют по формуле:

K_F = K_Fα K_Fβ K_Fυ, (6.3)

где K_Fα – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями в зависимости от точности изготовления колёс;

K_Fβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии;

K_Fυ – коэффициент, учитывающий возникающую динамическую нагрузку в зацеплении.

Значение коэффициента K_Fυ будет равно:

K_Fυ = . (6.4)

Значение коэффициента K_Fβ, учитывающего неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатых венцов, определяется по формуле:

K_Fβ = 1 + ( – 1), (6.5)

Значение коэффициента K_Fα зависит от степени точности передачи по нормам плавности работы (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Значение коэффициента K_Fα

Степень точности
kFα			1,08	1,16

6.2. Определение коэффициента формы зуба Y_FS

Расчётное значение коэффициента напряжения изгиба зуба шестерни приближённо можно определить по формуле:

Y_FS = 3,47 + – 29,7 + 0,092 , (6.6)

где х _ш – коэффициент смещения исходного контура шестерни;

z _υ – приведённое число зубьев шестерни.

Значение коэффициента смещения исходного контура х _ш для силовых передач по ГОСТ 16532 – 70 рекомендуется принимать х _ш = х _к = 0,5 (максимальное значение). В косозубых передачах значение х _ш можно определить по формуле:

х _ш = (0,015 z ₁ – 0,04) .

Для прямозубых и косозубых передач значение х _ш должно удовлетворять условию:

х _ш > x_min = 1 – .

Приведённое число зубьев z _υ определяют по формуле:

z_υ = .

6.3. Определение коэффициентов Y_ε и Y_β

Коэффициент Y_ε, учитывающий перекрытие зубьев при расчёте напряжения изгиба для передач:

- прямозубых Y_ε = 1;

- косозубых Y_ε = Z_ε.

Коэффициент Y_β, учитывающий наклон зуба, получен экспериментально:

Y_β = 1 – ε_β ≥ 0,7, (6.7)

где ε_β – коэффициент осевого перекрытия: ε_β = ≥ 1;

β^* – угол наклона зуба в градусах.