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 a_w = 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)

d_a1 = 10·(8 + 2) = 100 мм;   

Диаметры впадин по формулам (111) и (116)

d_f1 = 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 u_s = 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 Y_F2 = 2,27 [11]. Рабочее изгибное напряжение зубьев колеса по формуле (128)

Вывод. Изгибная прочность достаточна.

7)  Механический КПД передачи. Приведенный угол трения при u_s = 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