Расчет модуля из условий прочности на изгиб и по допускаемым контактным напряжениям

Расчет модулей в группах передач производится из условия работы зуба на изгиб и контактную прочность для коробок скоростей.

Максимальное значение рассчитанного модуля m_и или m_к округляется до ближайшего большего стандартного значения 1; 1.5; 2; 2.5; 3; 4. В станкостроении для универсальных станков среднего типоразмера модуль менее 2 мм нежелателен.

Формула для определения модуля зубьев исходя из прочности на изгиб:

где:

N – мощность передаваемая данным валом;

[σ _и] – допускаемое напряжение на изгиб;

у_Н – коэффициент формы зуба;

ψ_в – коэффициент ширины зуба;

К_q – коэффициент режима нагружения;

К_Н – коэффициент неравномерности распределения нагрузки;

К_П– коэффициент перегрузки;

Z₁ – число зубьев шестерни;

n_расч – расчетная частота вращения;

об/мин;

Примем n_расч = 80 об/мин; построим расчетную схему для определения модуля (рис. 8).

Рис 8. Расчетная частота

Рассчитываем мощность: , .

1) , кВт

2) , кВт;

3) , кВт;

4) , кВт;

5) , кВт;

6) , кВт;

7) , кВт;

8) , кВт.

Расчет модуля из условий прочности на изгиб:

- мощность передаваемая данным валом кВт, N = 6,674;

- коэффициент динамики,

- коэффициент переменности режима нагрузок, =1;

-коэффициент перегрузки, ;

- коэффициент формы зуба, =0,5;

- коэффициент ширины зуба , =12;

- число зубьев шестерни первой группы, =28;

- частота вращения в минуту шестерни об/мин:

- длительный предел выносливости зуба (сталь 40х закалка ТВЧ=300МПа; сталь 40х улучшение = 220МПа; сталь 12ХН3 цементация и закалка = 350 МПа).

Проектировочный расчет на контактную прочность проводится по формуле:

-коэффициент зависит от режимов нагружения и твердости материала, =1,2 (среднелегкое нагружение)

и -предыдущие значения

– допустимое напряжение при расчете на контактную прочность (сталь 40х закалка ТВЧ=1000МПа; сталь 40х улучшение = 650МПа; сталь 12ХН3 цементация и закалка = 1700МПа).

Значение модулей других групп для трех видов материалов найдем с помощью ЭВМ, используя Microsoft Office Excel (Таблица 2):

Таблица 2

В связи с проблемами, возникшими при построении кинематической схемы, связанными с недостаточными межосевыми расстояниями, выберем модуль для первой и второй группы равный m=2,5, для всех остальных m=3,0 мм, используя при этом материал сталь 12ХН3 с термообработкой – цементация и закалка.