8. Приклад розрахунку черв’ячної передачі

Вихідні дані для розрахунку

– частота обертання вала черв’ячного колеса, об/хв

– передаточне відношення черв’ячної передачі

– крутний момент на валу черв’ячного колеса, Нм

– довговічність роботи передачі, год

– змінний режим навантаження (важкий).

8.1. Матеріали черв’яка і черв’ячного колеса

Попередньо очікуване значення швидкості ковзання

Керуючись [37], с.8-10, вибираємо ІІ групу матеріалів – безцинові бронзи і мосяжі при швидкості ковзання для черв’ячного колеса. Вибираємо бронзу Бр АЖ9-4Л, спосіб лиття – в кокіль, з механічними властивостями:

Приймаємо черв’як зі сталі 20Х ([12], с.8, табл. 2.1), цементований, загартований з шліфованими і полірованими витками, , твердість .

8.2. Допустимі контактні напруги на поверхні зубців черв’ячного колеса ([12], с.20, табл. 2.12):

Граничні допустимі напруги:

8.3. Міжвісева відстань (м) черв’ячної передачі:

,

де - допустима контактна напруга в Па; при змінному (прийнятому у завданні) режимі навантаження

де - початковий коефіцієнт концентрації навантаження; його знаходять за графіком (рис. 3.2, [37], с.22).

При (кількість заходів черв’яка)

де (для безцинових бронз);

Приймаємо стандартне значення міжвісевої відстані

([37], с. 23).

8.4. Основні параметри передачі

Число зубців черв'ячного колеса

Попередні значення:

модуля передачі

;

приймаємо модуль .

коефіцієнти діаметра черв’яка

це стандартне значення (див. с. 24, [37]).

З умови жорсткості черв’яка

Коефіцієнт зміщення

Фактичне передатне відношення

Відхилення

8.5. Параметри черв’яка і черв’ячного колеса (див. рис. 8.1)

Ділильний діаметр черв’яка

діаметр вершин витків

діаметр западин

Рис. 8.1. Параметри черв’яка та черв’ячного колеса

Довжину нарізної частини черв’яка знаходимо за таблицею 3.5. ([37], с. 28).

(як черв’як, що фрезерується і шліфується),

Діаметр ділильного (початкового) обводу колеса

діаметр обводу вершин зубців

діаметр колеса найбільший

Приймаємо

діаметр западин

Ширина вінця

де при або .

Таким чином,

Приймаємо

8.6. Перевірковий розрахунок передачі на міцність

Визначаємо швидкість ковзання в зачеплені

де - колова швидкість на черв’яку, ;

- в метрах;

- кут піднімання (сходу) лінії витка ([37], с. 26, табл. 3.3.).

За таблицею 3.3 з [37] маємо

при

де - коефіцієнт деформації черв’яка.

Таким чином, отримавши уточнене значення , приймаємо вінець черв’ячного колеса з першої групи матеріалів – цинової бронзи БрО5Ц5С5 при відливі в кокіль з механічними характеристиками;

Визначаємо розрахункову контактну напругу за формулою (15.16) із [26], с. 346:

де - початковий діаметр черв’яка;

- коефіцієнт концентрації навантаження;

де - коефіцієнт деформації черв’яка;

       - коефіцієнт режиму (див. [37], с. 26).

При заданому важкому режимі

- швидкісний коефіцієнт.

Знайдемо

Тоді , якщо

- пружна стала матеріалів тіл, які дотикаються ([26], с. 346).

Отже,