3.3.4. Определение модуля зубчатых колес

На этой стадии расчета находят внешний торцевой модуль (мм) как

В случае, если в дальнейшем построение зубьев на трехмерных моделях зубчатых колес будет производиться с использованием торцевого модуля (рекомендуется), то должно быть принято его ближайшее значение из стандартного ряда (см. п. 2.3.3, Определение модуля зубчатых колес). Если же построение зубьев на трехмерных моделях зубчатых колес будет производиться с использованием нормального модуля в среднем сечении m_nm, то округление m_te до стандартного модуля не обязательно.

3.3.5 Выбор угла наклона зуба (для косозубых и с круговым зубом)

Угол наклона линии зуба в середине зубчатого венца конических колес с круговым зубом обычно принимают равным 35° ( ), хотя иногда применяют и другую величину угла наклона линии зуба (даже нулевой). Естественно, что у прямозубых колес равно нулю.

3.3.6 Проверочный расчет зубьев на изгибную выносливость

Расчет зубьев на изгибную выносливость является проверочным и выполняется для зубьев лимитирующего элемента передачи. Расчетные напряжения, возникающие в зубе под нагрузкой, не должны быть больше допустимых.

Для прямозубых и колес с круговым зубом условие выглядит как

,

где Y_Fл – коэффициент формы зуба шестерни или колеса, который для внешнего зацепления определяют по таблице 2.12 в зависимости от коэффициента смещения колеса х и биэквивалентного числа зубьев колеса z_vл. Биэквивалентное число зубьев колеса рассчитывают как

где δ_л – угол делительного конуса в градусах, вычисляемый для колеса как

а для шестерни –

θ_F – коэффициент упрочнения, который определяют по таблице 3.3.

Если расчетные напряжения, возникающие в зубе под нагрузкой, превысят допустимые более чем на 5 %, то необходимо увеличить модуль и повторить расчеты с п. 3.3.4 (Определение модуля зубчатых колес). Можно также использовать более прочный материал или применить другую термообработку ранее выбранного. При меньшем отклонении иногда используют высотную коррекцию (см. таблицу 3.4) чтобы изменить коэффициент формы зуба Y_Fi, назначаемый по таблице 2.8.

Затем производят проверку зубьев лимитирующего элемента передачи на статическую изгибную выносливость по кратковременному пиковому или пусковому крутящему моменту двигателя, который был выбран из справочной литературы в п. 1.4 (Выбор приводного электродвигателя), как

Значение определяют по таблице 2.4.

3.3.7 Определение диаметров и углов зубчатых колес

Поскольку диаметр основания делительного конуса колеса уже определен, то теперь вычисляют диаметр делительного конуса основания шестерни (мм) как

и уточняют значение внешнего конусного расстояния по выражению

Затем определяют число зубьев плоского колеса по формуле

Далее вычисляют среднее конусное расстояние (мм) по выражению

Теперь может быть определен расчетный нормальный модуль (мм) в среднем сечении зуба как

В случае, если в дальнейшем построение зубьев на трехмерных моделях зубчатых колес будет производиться с использованием торцевого модуля m_te (рекомендуется), то округление нормального модуля в среднем сечении зуба до стандартного значения не нужно. Если же построение зубьев на трехмерных моделях зубчатых колес будет производиться с использованием нормального модуля в среднем сечении m_nm, то должно быть принято его ближайшее значение из стандартного ряда (см. п. 2.3.3, Определение модуля зубчатых колес).

Далее выполняют расчеты для определения остальных геометрических размеров колес конической передачи. Для удобства вычислений в расчетах используют нормальный модуль в среднем сечении m_nm. Расчеты линейных размеров производят в миллиметрах с точностью до пяти знаков после запятой, а угловых – вычисляют с точностью до градусов, минут и секунд.

Высота головки зуба в расчетном сечении

h_a1 = (1 + х_nl) m_nm;

h_a2 = (1 – х_nl) m_nm.

Высота ножки зуба в расчетном сечении

h_f1 = (1,25 – х_nl) m_nm;

h_f2 = (1,25 + х_nl) m_nm.

Угол ножки зуба

= arctq ;

= arctq .

Угол головки зуба

_а1 =  ;

_а2 =  .

Угол конуса вершин

;

.

Угол конуса впадин

;

.

Увеличение высоты головки зуба при переходе от расчетного сечения на внешний торец, определяют как

Внешняя высота головки зуба

Увеличение высоты ножки зуба при переходе от расчетного сечения на внешний торец

Внешняя высота ножки зуба

Внешняя высота зуба

h_e = h_ae1 + h_fe1 = h_ae2 + h_fe2.

Диаметр вершин зубьев шестерни и колеса

d_ae1 = d_e1 + 2h_ael cos ;

d_ae2 = d_e2 + 2h_ae2 cos .

Диаметр впадин зубьев шестерни и колеса

d_fe1 = d_e1 – 2h_fe1 cos ;

d_fe2 = d_e2 – 2h_fe2 cos .

Средние диаметры шестерни и колеса

;

.