Расчёт червячной передачи. Расчёт клиноремённой передачи, страница 4

Скорость скольжения Для повышения антифрикционных свойств принимаем для червячного колеса  оловянистую бронзу  БрО10Ф1, отливка в кокиль, со следующими характеристиками: = 255 МПа,= 147 МПа, основные допускаемые напряжения = 57 МПа, = 41 МПа = 186 МПа [11]. Принимаем для червяка сталь 30ХГС, термообработка – закалка, твёрдость 45…55HRC,

3) Допускаемые напряжения. Число циклов нагружения вала колеса:

N = 60n₂= 60·59,4·16000 = 57·10⁶.                                  

Коэффициенты долговечности – формулы (100) и (101):

     

             Допускаемое контактное  напряжение:.

Допускаемое изгибное напряжение:Принимаем 7-ю степень точности.  Коэффициенты: концентрации нагрузки  = 1;  динамической нагрузки = 1,2 [11].

4)   Межосевое расстояние из расчёта по контактным напряжениям – формула (101):

          Принимаем a_w = 200 мм.

5)  Геометрические параметры. Принимаем число заходов червяка z₁ = 2, число зубьев колеса z₂ = z₁·u= 2·16 = 32 > [28]. Назначаем ориентировочно коэффициент диаметра червяка q = z₂/4 = 32/4 = 8. Модуль зацепления – формула (107):

          Делительное межосевое расстояние: 

          Делительный угол подъёма винтовой линии:

          Делительные диаметры – формулы (106) и (114):  

                  

Диаметры вершин – формулы (110) и (116): d_a1 = 10·(8 + 2) = 100 мм;

          Диаметры впадин – формулы (111) и (116):   d_f1 = 10·(8 – 2,4) = 56 мм;

     

          Максимальный диаметр колеса - формула (115):

      

          Длина нарезанной части червяка - формула (118):

          Принимаем b =130 мм. Ширина венца колеса - формула (120):

               

       Угол обхвата червяка - формула (122):

         Это близко к рекомендуемому [2d]  = 90…110°.

         Окружная скорость колёс u= π·80·950/60000 = 4 м/с. Скорость скольжения u_s = u /cosg = 4/ cos11,31º = 4,1 м/с. Уточняем коэффициенты нагрузки для 7-й степени точности: = 1; = 1,1 [11].  

6)Проверочные расчёты. Рабочее контактное напряжение - формула (123):

 Вывод. Контактная прочность достаточна.

Окружное усилие на червяке, равное осевому усилию на колесе – формула (124):

Окружное усилие на колесе, равное осевому усилию на червяке – формула (125):

Радиальное усилие  – формула (122):

Эквивалентное число зубьев колеса - формула (127):                                                    Коэффициент формы зуба Y_F2 = 2,27 [11]. Рабочее изгибное напряжение зубьев колеса – формула (128):

Вывод. Изгибная прочность достаточна.

7) Механический КПД передачи. Приведенный угол трения приu_s = 4 м/с [11].Механический КПД – формула (129):

На основании расчётов составлена сводная таблица параметров (образец в табл. 23).

Таблица 23

Параметры червячной передачи

Параметры	Величины
	Червяк		Колесо
Мощность Р, кВт	5		4,2
Частота вращения n, об/мин	950		59,4
Крутящий момент Т, Н·м	50,3		643
Материалы	сталь 30ХГС		бронза  БрО10Ф1
Термообработка	Закалка		кокиль
Межосевое расстояние aw , мм	200
Модуль m, мм	10
Коэффициент диаметра червяка q	8
Число заходов (зубьев) z	2		32
Передаточное число u	16
Делительный угол подъёма винтовой линии  γ	11º19ʹ
Длина нарезанной части (ширина) b, мм	130		75
Делительный диаметр d, мм	80		320
Диаметр вершин da, мм	100		340
Максимальный диаметр колеса daм2, мм	355
Угол обхвата червяка 2d	115
Окружное усилие в зацеплении Ft, H	1260	4020
Радиальное усилие в зацеплении Fr, H	1490
Осевое усилие в зацеплении Fa, H	4020	1260
Рабочее контактное напряжение , МПа	139,6
Допускаемое контактное напряжение [], МПа	150
Рабочее изгибное напряжение колеса , МПа	-		8
Допускаемое изгибное напряжение колеса [], МПа	-		26