Материал: Привод общего назначения

подшипник зубчатый электродвигатель вал

Таблица 5 − Результаты кинематического расчета привода

2. Расчет закрытой червячной передачи

.1 Исходные данные для расчета

Получены из кинематического расчета и на основании исходных данных на проектирование.

Вращающий момент на червяке Т1, Н×мм -

Вращающий момент на колесе Т2, Н×мм -

Частота вращения червяка n1, об/мин - 960

Частота вращения колеса n2, об/мин - 57,5

Угловая скорость на червяке , рад/с - 100,48

Угловая скорость на колесе , рад/с -6,02

Передаточное число передачи  = 16.

Срок службы передачи Lh , час - 20000.

Режим работы 0

Смазка погружением червяка в масляную ванну.

.2 Выбор материала колеса и червяка и определение допускаемых напряжений

В большинстве случаев червячные колеса делают составными (бандажированная конструкция): венец из бронзы, а центр - из чугуна.

При скорости скольжения Vs до 25 м/с применяют оловянистые бронзы. При Vs до 7…8 м/с - более дешевые безоловянистые бронзы.

Предварительно скорость скольжения определяют:

Vs =4 n1∙10-5 ∙ , м/с., тогда

 =4∙ 960∙10-5 ∙  м/с.

Скорость скольжения Vs = 3 м/с, принимаем материал для венца червячного колеса (таблица 6): бронза безоловянистая БрАЖ-9-4Л отливка в песчаную форму.

Допускаемое контактное напряжение

,

Допускаемое напряжение изгиба

где =75 - допускаемые напряжения изгиба (таблица 7);

 - коэффициент долговечности

где NOF = 106 - базовое число изменения циклов напряжений;

= 60 n2t - суммарное число изменения циклов напряжений,

тогда = 0,625 и 750,625=46,875,

Для выбранной бронзы принимают червяк из стали 45 с закалкой до твердости HRC ≥ 45 с последующим шлифованием витков (таблица 6).

Таблица 6 - Материалы для червяков и червячных колес

Таблица 7 - Механические характеристики материалов червячных колес, МПа

.3 Определение размеров и параметров червячного зацепления

Число заходов червяка и число зубьев колеса:

При передаточном числе u=16, z1=2, тогда , z2=32;

Принимаем расчетные коэффициенты:

коэффициент нагрузки K=1,2;

коэффициент диаметра червяка назначаем по соотношению q≈0,25∙z2

Тогда q= 8 (согласовано с ГОСТ 19672 и ГОСТ 2144).

Определяем расчетное минимально межосевое расстояние из условия контактной прочности:

, мм

Тогда = 168,6 мм, тогда

расчетный модуль, мм

= 8,43 мм;

Принимают параметры передачи по ГОСТ 2144 и ГОСТ 19672 (таблицы 8 и 9):

аw = 200 , m = 10 , q = 8 , .

Таблица 8 - Основные параметры червячных передач ГОСТ 2144

Таблица 9 - Сочетание m и q по ГОСТ 19672

Определяем основные геометрические размеры передачи, мм.

Диаметры делительных окружностей

;

Диаметры начальных окружностей:

; .

Диаметры окружностей выступов:

; .

Диаметры окружностей впадин:

; .

Длина нарезанной части червяка

,

Ширина венца червячного колеса

,

Угол подъема винтовой линии червяка на делительном диаметре:

Угол подъема винтовой линии червяка на начальном диаметре:

Наибольший диаметр червячного колеса

.

2.3 Проверочные расчеты передачи

Проверяем условие прочности по контактным напряжениям.

Окружная скорость червяка

, м/с.

 м/с.

Скорость скольжения

м/с.

Назначаем 7 степень точности изготовления.

Уточняем коэффициент нагрузки

;

Где  - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

=57 - коэффициент деформации червяка;

X - коэффициент, зависящий от характера изменений нагрузки:

X =1,0 () - при спокойной и X = 0,6 - при переменной нагрузке;

=1,1 - коэффициент динамичности.

Проверяем условие прочности зубьев по контактным напряжениям:

, МПа.

, МПа

МПа.

Допускается недогрузка 10% и перегрузка ±5%.

Проверяем условие прочности зубьев колеса по напряжениям изгиба.

Приведенное число зубьев червячного колеса

.

Определяем коэффициент формы зуба  (таблица 10).

Таблица 10 - Коэффициенты формы зуба  для червячных колес

Условие прочности зубьев:

 ·, МПа.

·, МПа

 , МПа

.4 Определение сил, действующих в зацеплении

Окружная сила червяка равна осевой силе колеса

Окружная сила колеса равна осевой силе червяка

Радиальные силы

,  = 20о.

Силы нормального давления