3.4.2. Визначення модуля зубчастих коліс
Модуль передачі визначається з умови забезпечення втомної міцності зубця при згині за формулою
,
(3.4)
де УF
– коефіцієнт форми зубця; У
– коефіцієнт, що враховує зміну плеча,
дії навантаження по лінії контакту
косозубого колеса, У
= 1-/140;
–
межа обмеженої витривалості зубців на
згин, вибирають з табл. 3.1; Z1
– число зубців шестерні; bm
– коефіцієнт ширини зубця по
модулю,bm
= 7,0…8,6 – для косозубих коліс, bm
= 4,4…7,0 – для прямозубих коліс;
– коефіцієнт швидкості при згині
;
–
коефіцієнт довговічності при згині, в
першому наближенні,
=
1;
–
коефіцієнт, що враховує форму зубця і
визначається за таблицею 3.2 залежно від
еквівалентного числа зубців ZV:
–
для косозубого зачеплення, ZV
= Z1 – для прямозубого
зачеплення.
Вибираючи число зубців Z1,
враховуючи необхідність його мінімізації
з метою забезпечення мінімально можливих
габаритів зубчастого зачеплення. З
умови відсутності підрізання зубців
Z1min =17 для некорегованих
коліс, Z1min
12
– для зубчастих коліс, підданих висотній
корекції. Отримане значення модуля
заокруглюється до найближчого за ГОСТ
9563-80. Потрібно мати на увазі, що при
збільшенні модуля зменшується ширина
зубчастих коліс, а значить габарити і
маса коробки передач, але збільшується
шум під час роботи передачі. З технологічного
погляду доцільно вибирати один модуль
для всіх зубчастих коліс. Так наприклад,
в існуючих конструкціях автомобільних
КП значення модуля лежать в межах m
= 2,25…3,75 – для легкових і вантажних
автомобілів малої вантажності, m =
3,75...6,0 – для всіх інших автомобілів.
Таблиця 3.2
Значення коефіцієнта
ZV |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
24 |
25 |
28 |
30 |
32 |
37 |
40 |
45 |
|
4,26 |
4,20 |
4,11 |
4,08 |
4,01 |
4,0 |
3,92 |
3,90 |
3,82 |
3,8 |
3,78 |
3,71 |
3,7 |
3,68 |
ZV |
50 |
60 |
80 |
100 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,65 |
3,62 |
3,61 |
3,6 |
3,53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 3.1
Характеристика втоми і міцності зубців зубчатих коліс, виготовлених з різних матеріалів
Марка сталі |
Вид термообробки |
Твердість НRС |
Характеристики втоми |
Характеристики міцності |
||||||||
поверхні зубця |
серцевини зубця |
МПа |
NF0106 циклів |
mF |
МПа |
NН0108 циклів |
mH |
МПа |
МПа |
МПа |
||
12Х2Н4А |
цементація |
56-63 |
33-41 |
430 |
4 |
9 |
19,0 |
1,2 |
3 |
1900 |
3800 |
190 |
12ХН3А |
цементація |
56-63 |
25-33 |
380 |
4 |
9 |
18,5 |
1,2 |
3 |
1850 |
3800 |
190 |
15ХГН2ТА |
цементація |
56-63 |
30-42 |
420 |
4 |
9 |
19 |
1,2 |
3 |
1750 |
3800 |
190 |
18ХГТ |
цементація |
56-63 |
26-35 |
370 |
4 |
9 |
18 |
1,2 |
3 |
1600 |
3800 |
190 |
18Х2Н4ВА |
цементація |
56-63 |
25-40 |
460 |
4 |
9 |
21 |
1,2 |
3 |
1950 |
3800 |
190 |
20Х2Н4А |
цементація |
56-63 |
36-41 |
460 |
4 |
9 |
21 |
1,2 |
3 |
1950 |
3800 |
190 |
20ХНЗА |
цементація |
56-63 |
31-41 |
400 |
4 |
9 |
19 |
1,2 |
3 |
1900 |
3800 |
190 |
20ХГНТР |
цементація |
56-63 |
30-42 |
420 |
4 |
9 |
19 |
1,2 |
3 |
1750 |
3800 |
190 |
20ХН2М |
цементація |
56-63 |
28-35 |
420 |
4 |
9 |
20 |
1,2 |
3 |
1700 |
3800 |
190 |
20ХГНР |
цементація |
56-63 |
28-35 |
410 |
4 |
9 |
18 |
1,2 |
3 |
1650 |
3800 |
190 |
20НГР |
цементація |
56-63 |
28-35 |
380 |
4 |
9 |
19 |
1,2 |
3 |
1500 |
3800 |
190 |
25ХГТ |
цементація |
56-63 |
28-35 |
400 |
4 |
9 |
19 |
1,2 |
3 |
1700 |
3800 |
190 |
30ХГТ |
цементація |
56-63 |
29-42 |
410 |
4 |
9 |
19 |
3 |
3 |
1700 |
3800 |
190 |
35Х |
ціанування |
56-63 |
38-45 |
410 |
2 |
9 |
18 |
1,2 |
3 |
1750 |
3800 |
190 |
38ХА |
ціанування |
56-63 |
35-45 |
420 |
2 |
9 |
18 |
1,2 |
3 |
1800 |
3800 |
190 |
40Х |
ціанування |
56-63 |
35-45 |
420 |
2 |
9 |
18 |
1,2 |
3 |
1800 |
3800 |
190 |
40ХН |
об’ємне гартування |
45-55 |
45-55 |
300 |
2 |
6 |
11 |
0,6 |
3 |
1600 |
2750 |
100 |
40ХН |
покращення |
25-30 |
25-30 |
240 |
1 |
6 |
5 |
0,16 |
3 |
700 |
1800 |
40 |
45 |
гартування СВЧ по контуру |
53-58 |
28-35 |
280 |
2 |
7 |
13 |
1 |
3 |
1500 |
3500 |
160 |
58 |
гартування СВЧ по контуру |
56-62 |
29-32 |
420 |
2 |
7 |
16 |
1 |
3 |
1600 |
3800 |
190 |
,
,
,
,
,