Расчёт червячной передачи. Расчёт клиноремённой передачи. Расчёт цепной передачи, страница 4

Скорость скольжения Для повышения антифрикционных свойств принята для червячного колеса  оловянистая бронза БрО10Ф1, отливка в кокиль, со следующими характеристиками: = 255 МПа,= 147 МПа, основные допускаемые напряжения = 57 МПа, = 41 МПа = 186 МПа [11]. Принята 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 по формулам (100) и (101)

     

Допускаемое контактное  напряжение

.

Допускаемое изгибное напряжение

Принята 7-я степень точности. Коэффициенты: концентрации нагрузки  = 1;  динамической нагрузки = 1,2 [11].

4)   Межосевое расстояние из расчёта на контактную выносливость по формуле (101)

Принято aw = 200 мм.

5)  Геометрические параметры. Принято число заходов червяка z1 = 2, число зубьев колеса z2 = z1·u= 2·16 = 32 > [28]. Назначен ориентировочно коэффициент диаметра червяка q = z2/4 = 32/4 = 8. Модуль зацепления по формуле (107)

Делительное межосевое расстояние 

Делительный угол подъёма винтовой линии

Делительные диаметры по формулам (106) и (114)

   

Диаметры вершин по формулам (110) и (116)

da1 = 10·(8 + 2) = 100 мм;   

Диаметры впадин по формулам (111) и (116)

df1 = 10·(8 – 2,4) = 56 мм;    

Максимальный диаметр колеса по формуле (115)

Длина нарезанной части червяка по формула (118)

Принято b =130 мм.

Ширина венца колеса по формуле (120)

Угол обхвата червяка по формуле (122)

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

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

6)  Проверочные расчёты.

Рабочее контактное напряжение по формуле (123)

Вывод. Контактная прочность достаточна.

Окружное усилие на червяке, равное осевому усилию на колесе по формуле (124)

Окружное усилие на колесе, равное осевому усилию на червяке по формуле (125)

Радиальное усилие  по формуле (122)

Эквивалентное число зубьев колеса по формуле (127):   Коэффициент формы зуба YF2 = 2,27 [11]. Рабочее изгибное напряжение зубьев колеса по формуле (128)

Вывод. Изгибная прочность достаточна.

7)  Механический КПД передачи. Приведенный угол трения при us = 4 м/с [11]. Механический КПД по формуле (129)

На основании расчётов составлена сводная таблица параметров (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

Вращающий 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