Проектирование технологического процесса ремонта коленчатого вала и коренных подшипников дизеля Д49 (12ЧН26/26) при текущем ремонте ТР – 3, страница 6

Определяем число зубьев зубчатого колеса по формуле

,                                                  (3)

где z₁  – число заходов червяка; принимаемz₁ = 3 [4];

        i – передаточное отношение червячной передачи; принимаем i = 9 [4].

Крутящий момент на валу червяка, Н∙м, определяем по формуле

                                                      (4)

где  – круговая частота вращения червяка, рад/с.

Определим круговую частоту вращения червяка, рад/с, по формуле

                    ,                                                   (5)

где n₁ – частота вращения червяка, об/мин .

 рад/с,

 Н∙м.

Определим крутящий момент на валу зубчатого колеса, Н∙м, по формуле

                                                 (6)

где  – коэффициент полезного действия зубчатой червячной передачи;

принимаем  = 0,75 [4].

 Н∙м.

Определим скорость скольжения червяка относительно колеса, м/с, по формуле

,                                      (7)

 м/с.

По рекомендации [2] принимаем материал зубчатого колеса из оловянной бронзы БрОНФ, которая обладает повышенными механическими характеристиками. Согласно справочным данным предел текучести для этой бронзы                       = 170 МПа, предел прочности = 290 МПа. Червяк должен обладать антифрикционными свойствами, повышенной износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию. Для червяка назначаем материал углеродистую сталь 40Х с закалкой до твердости  ≥ 45 HRC.

Рассчитаем допускаемые контактные напряжения для колеса изготовленого из бронзы БрОНФ, МПа, по следующей формуле

                                   (8)

 МПа.

Согласно рекомендации [4], предварительно задаемся коэффициентом диаметра червяка q = 8.

При этом должно выполняться следующее условие

                                              (9)

Подставляя численные значения, получаем

Полученный результат обеспечивает выполнение условия.

Вычислим приведенный модуль упругости зубчатого колеса и червяка, МПа, по формуле

                                               (10)

где Е₁ – модуль упругости материала червяка, МПа; принимаем

              Е₁ = 2,1·10⁵ МПа [4];

Е₂ – модуль упругости материала колеса, МПа; принимаем

Е₂ = 0,9·10⁵ МПа [4].

 МПа.

Определим межосевое расстояние, мм, по формуле

                              (11)

 

Округляем полученное значения по стандартному ряду межосевых расстояний Ra до значения a_ω = 90 мм.

Определим модуль зацепления т, мм, по формуле

                                                 (12)

 мм.

По стандартному ряду округляем полученное значение модуля до значения 5,0 мм [4].

Определим коэффициент смещения по формуле

                                         (13)

По условию неподрезания и незаострения зубьев значение x на практике допускают в пределах до ± 0,7. Полученное значение коэффициента смещения находится в рекомендуемых пределах.

Рассчитаем  делительный диаметр червяка, мм, по формуле

                                                 (14)

 мм.

Рассчитаем делительный диаметр зубчатого колеса, мм, по формуле

                                                (15)

 мм.

Определим частоту вращения зубчатого колеса n₂ , об/мин, по формуле

                                                 (16)

 об/мин.

Определим скорость вращения зубчатого колеса, м/с, по формуле

                                             (17)

 м/с.

Рассчитаем червячную передачу на прочность по контактным напряжениям.

Назначим угол обхвата червяком зубчатого колеса по рекомендациям              δ = 50 ^о = 0,8727 рад [4].

Торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса, рассчитаем по формуле

                         (18)

Торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса должен находится в пределах ε_α = 1,8 – 2,2. Полученный результат входит в рекомендуемые пределы

Предел прочности по контактным напряжениям, МПа, рассчитывается по формуле