Trdnostni izračun

Začetni trdnostni izračun

Potrebujemo naslednje podatke:

Nazivno pogonsko moč na gredi pastorka P (W), število vrtljajev pastorka n1 (vtrlj./s), dopustno dinamično trdnosti za bočni tlak na zob (Hertzov tlak) Sigma Hlim (N/mm²) in dopustno dinamično upogibno trdnost Sigma Flim (N/mm²) za material pastorka, oboje najdemo v Krautovem strojniškem priročniku L 2003 str. 644 do 647.

Nazivni vrtilni moment za pastorek: T (Nm) = P / (2 * 3,14 * n1)

Teoretični normalni modul ob predpostavki, da je razmerje širina / premer pastorka znano Bn / Do1 = K = 0,3 do 0,5 (običajno 0,4)

Mnt (mm) = ( T * 2000 * 11,4 / Z1² / K / Flim ) ^1/3

Izberemo najbližji standardni modul Mn (mm) iz standardne vrste modulov ISO 687 ali Krautov strojniški priročnik L2003 str.634

Za željeno prestavno razmerje določimo število zob: i = n1 / n2 = Z2 / Z1 ter izračunamo razdelni premer pastorka in protizobnika:

Do1 (mm) = Mn * Z1 ter Do2 (mm) = Mn * Z2.

Obodna sila na razdelnem premeru pastorka Do1(mm):

Ft (N) = T * 2000 / Do1

Izračunamo aktivno širino zoba pastorka: Bn (mm) = K * Do1 ter jo preverimo po formuli

Bnt (mm) = Ft / Do1 * 648347 / Hlim² ( Bnt <= Bn)

Preverimo še minimalno potrebno število zob pastorka:

Z1min = ~ Flim / Hlim² / 11,4 * 648347

Če je izračunana širina zoba pastorka Bnt večja kot predpostavljena Bn, potem ponovimo izračun najprej z večjo standardno vrednostjo modula Mn, ali pa izberemo material pastorka z večjim Hlim, ali pa določimo večje število zob Z1 in Z2 pri enakem prestavnem razmerju, če nam prostor to dopušča.

Končni trdnostni izračun naredimo z bolj točno določenimi vplivnimi koeficienti, ki jih najdemo v Krautovem strojniškem priročniku L 2003, na strani 646 do 653.

Običajno nas zanimajo še aksialna sila, radialna sila in rezultirajoča sila na oba zobnika, kar potrebujemo za dimenzioniranje osi in določitev ležajev.

Aksialna sila Fa (N) = Ft * TANbeta_o beta_o = kot poševnosti ozobljenja

Radialna sila Fr (N) = Ft / COSbeta_o * TANalfa alfa = ubirni kot zobniškega para

Rezultirajoča sila pravokotno na os zobnikov.

F (N) = ( Ft² + Fr² )^1/2