Obliczenia przekładni walcowej :
Moment obliczeniowy na zębniku
Mn1 = 9550N/n1 =9550* 9,5/1500=60,5 [Nm]
Współczynnik przeciążenia
kp=1,2
Moduł uzębienia obliczony z warunku wytrzymałościowego na zginanie zęba
[mm] warunek spełniony
Współczynnik bieguna zazębienia
dla z1+z2=16+67=83
x1+x2=0 yc=1,62
Współczynnik materiałowy
dla materiałów współpracujących stal - stal
yw=286 [MPa]
Współczynnik długości styku zębów
Naprężenia dopuszczalne na naciski powierzchniowe
σHdop= σgr/ σz=1820/1,5=1210 MPa
Przełożenie
ic = i1 · i2 ic = 4 · 5
ic = 20
Liczba zębów
z1 = 17
z2 = z1 · i1 = 17 · 4 = 68 przyjmuję z2 = 67
i1rzecz. = z2/z1 = 67/17 = 3,94
i2 = ic/i1rzecz. = 20/3,94 = 5,08
z3 = 16
z4 = i2 · z3 = 5 · 16 = 80 przyjmuję z4 = 85
Odległość osi
a1 + a2 = a
z katalogu a = 245 [mm]
przyjmuję a1 = 95 [mm]
a2 = a - a1 = 245 - 95 = 150 [mm]
a1 = 0,5(m1z1 + m1z2)
z2 = i1z1
a1 = 0,5m1z1(1+i1)
m1 = a1/[0,5z1(1 + i1)]
m1 = 95/[0,5 · 17 · (1 + 4)] = 2,23
a2 = 0,5(m2z3 + m2z4)
z4 = i2z3
a2 = 0,5m2z3(1 + i2)
m2 = a2/ [0,5z3(1 + i2)]
m2 = 150/[0,5 · 16 · (1 + 5,08)] = 3,08
Sprawdzenie:
d1 = m1z1 = 2,23 · 17 = 37,9 [mm]
d2 = m1z2 = 2,23 · 67 = 149,4 [mm]
d3 = m2z3 = 3,08 · 16 = 49,3 [mm]
d4 = m2z4 = 3,08 · 85 = 261,8 [mm]
a1 = 0,5(d1 + d2) = 0,5(37,9 + 149,4) = 95 [mm]
a2 = 0,5(d3 + d4) = 0,5(49,3 + 261,8) = 150 [mm]
a = a1 + a2 = 95 + 150 = 245 [mm]
Osie kół z1, z2 rozsunąć o Δa = 1 [mm].
Koła 1 i 2 - walcowe o zębach prostych, materiał na koła - stal stopowa do nawęglania 40 H (PN - 72 /M - 84030 )
zgj=330Mpa
Liczba zębów
z1= 17
z2 = z1 · i1 = 17 · 4 = 68 przyjmuję z2=67
Współczynnik korekcji P-O dla:
z1+z2 =84
x3 +x4 = 0,2+(- 0,2) =0
Współczynnik wysokości zęba
ya1=1+x1=1+0,2=1,2
ya2 =1+x2 =1+( -0,2) = 0,8
Współczynnik przyporu czołowy
dla ya1 =1,2
z1 =17 E1 , =2,0
dla y a2 =0,8
z2 =67 E2 ,=4,9
dla x1+x2 = 0
z1+z2 =84 Ea, 5,5
Eα '=E1' + E2' - Ea'= 2,0+ 4,9 - 5,5 =1,4
Współczynnik przyporu
qE= 1/Eα'=1/1,4=0,71
Współczynnik kształtu zęba
dla x1 =0,2
z1 =17 qk1 =2,22
dla x2 =0,2
z2 =67 qk2 =2,09
qk1/kgj =2,22/280 =0,0079
qk2/kgj 2,09/280 =0,0075
do dalszych obliczeń przyjmuję
qk1/kgj = qk2/kgj =0,008
Moduł uzębienia obliczony z warunku wytrzymałościowego na naciski powierzchniowe
[mm] warunek spełniony
Średnica podziałowa
d1p=m1z1=2,23*17=42,5 [mm]
d2p=m1z2=2,23*67=167,5 [mm]
Odległość osi podstawowa
a1=0,5(d1+d2)=0,5(37,9+149,4)=95 [mm]
Podziałka nominalna
p=Пmn1=3,14*2,23=7,0022 [mm]
Kąt przyrostu αw=α0
αw=22˚
Wysokość głowy zęba
ha1=(y+x1)m-km=(1+0,2)*2,23-0=2,676~3,0 [mm]
ha2=(y+x2)m-km=(1-0,2)*2,23-0=1,784~2,0 [mm]
Wysokość stopy zęba
hf1=(y-x1)m+0,2 m=(1-0,2)*2,23+0,2*2,23=2,23~2,5 [mm]
hf2=(y-x2)m+0,2 m=(1+0,2)*2,23+0,2*2,23=3,122~3,5 [mm]
Średnica wierzchołków
da1=d1+2ha1=37,9+2*3=43,9 [mm]
da2=d2+2ha2=149,4+2*2=153,4 [mm]
Średnica podstaw
Df1=d1-2hf1=37,9+2*2,5=42,9 [mm]
Df2=d2-2hf2=149,4+2*3,5=155,9 [mm]
Nominalna długość pomiarowa przez k zębów (k=3)
M=m·cosα0[π(k-0,5)+z·inνα0]
M=2,23·cos20˚[π(3-0,5)+17·inν20˚]
M=19,04 [mm]
Koła 3 i 4 walcowe o zębach prostych, materiał na koła - stal stopowa do nawęglania 40 H (PN- 72/M-84030)
zgi=330 [MPa]
Liczba zębów
z3=16
Współczynnik rozsunięcia osi kół podziałkowych
z4=i2z3=5*16=80 przyjmuję z4=85
z3+z4=101
Współczynnik wysokości zęba
ya3=1+x3=1+0,32=1,32
Współczynnik przyporu czołowy
dla ya3=1,25
z3=16 E2'=1,8
dla ya4=0
z4=85 E4'=4,7
dla x3+x4=0,25
z3+z4=101 Ea'=5,2
Eα'=E1'+E2'-Ea'=1,8+4,7-5,2=1,4
Współczynnik przyporu
qE= 1/Eα'=1/1,4=0,71
Współczynnik kształtu zęba
dla x3 =0,32
z3 =16 qk3 =2,22
dla x4 =0
z4 =85 qk4 =2,09
qk3/kgj =2,22/280 =0,0079
qk4/kgj 2,09/280 =0,0075
do dalszych obliczeń przyjmuję
qk3/kgj = qk4/kgj =0,0079
Moment obliczeniowy na zębniku
Mn2 = 9550N/n2 =9550* 9,5/95,5 =950 [Nm]
Współczynnik przeciążenia
kp=1,4
Moduł uzębienia obliczony z warunku wytrzymałościowego na zginanie zęba
[mm] warunek spełniony
Współczynnik bieguna zazębienia
dla z3+z4=101
x3+x4=0,32 yc=1,62
Współczynnik materiałowy
dla materiałów współpracujących stal - stal
yw=286 [MPa]
Współczynnik długości styku zębów
Naprężenia dopuszczalne na naciski powierzchniowe
σHdop= σgr/ σz=1820/1,5=1210 [MPa]
Moduł uzębienia obliczony z warunku wytrzymałościowego na naciski powierzchniowe
[mm] warunek spełniony
Średnica podziałowa
d3=m2z3=3,08*16=49,3 [mm]
d4=m2z4=3,08*85=261,8 [mm]
Odległość osi podstawowa
a2=0,5(d3+d4)=0,5(49,3+261,8)=150 [mm]
Podziałka nominalna
p=Пmn2=3,14*3,08=9,6712 [mm]
Kąt przyrostu αw
inναw= inνα+2[(x3+x4/(z3+z4)]tgα
inναw=0,014904+2[(0,4+0,3)/(19+65)]tg20˚
inναw=0,01593
αw=18°56'
Odległość osi rzeczywista
ar=a*cosα/cosαw=202*0,94/0,95=199,87 [mm]
cosαw=(a/ar)*cosα=(199,87 /202)*cos20˚=0,93
α=21˚33'
Wysokość głowy zęba
ha3=(y+x3)m=(1+0,25)*4=5 [mm]
ha4=(y+x4)m=(1+0)*4=4 [mm]
Wysokość stopy zęba
hf3=(y-x3)m+0,25 m=(1-0,25)*4+0,2*4=3,5 [mm]
hf4=(y-x4)m+0,25 m=(1+0)*4+0,2*4=4,8 [mm]
Średnica wierzchołków
da3=d3+2ha3=49,3+2*5=59,3 [mm]
da4=d4+2ha4=261,8+2*4=269,8 [mm]
Średnica podstaw
df3=d3-2hf3=49,3-2*3,8=41,7 [mm]
df4=d4-2hf4=261,8-2*4,8=252,2 [mm]
Nominalna długość pomiarowa przez k zębów (k=8)
M=m·cosα0[π(k-0,5)+z·inνα0]
M=3,08·cos20˚[π(8-0,5)+67·inν20˚]
M=92,317 [mm]