模数m是齿轮设计中最基本的参数,模数一经确定,齿轮的其他尺寸就很容易确定了。设计齿轮模数m,有两种方法类比估计法和公式计算法。
(1)类比估计法 此法是设计齿轮时常用的方法。通常在设计齿轮时,常常根据齿轮在使用时传动功率的大小、使用情况等,与相类似的实际使用的齿轮相比较,分析新设计的齿轮与实际使用中的齿轮的共同点和不同点,来估计、确定模数的大小。
(2)公式计算法 对于直齿圆柱齿轮,按轮齿抗弯强度计算模数的公式如下:
式中 k——载荷系数,k取0.8~1.6
P——功率(kW);
z 1 ——工件齿数;
ψ m ——齿宽系数,取6~10;
σ FP ——许用齿根应力(MPa);
n c ——计算转速(r/min)。
模数设计好以后,可根据模数计算齿轮的其他尺寸,这部分计算称为齿轮的几何计算。齿轮基本几何尺寸的含义如图1-5所示。其计算关系如下:
分度圆直径d=mz
齿顶圆直径d a =d+2h a
齿根圆直径d f =d-2h f
齿距p=mπ
分度圆弧齿厚s=mπ/2
图1-5 齿轮基本几何尺寸