3. Проектный расчет червячной передачи

Главной геометрической характеристикой червячной передачи является ее межосевое расстояние, а основной причиной разрушения червячной передачи – заедание, т.е. местное сваривание (схватывание) зубьев колеса с витками червяка. Предотвратить заедание можно за счет увеличения твердости контактных поверхностей витков и зубьев или применения специальных масел.

Материал зубьев червячного колеса обладает меньшей контактной прочностью, нежели материал витков червяка, поэтому межосевое расстояние передачи определяют, исходя из контактной выносливости зубьев колеса [5, с. 226]:

, (6.2)

где Т₂ – крутящий момент на колесе, Нм;

К_Н – расчетный коэффициент нагрузки, К_Н = К_Нβ · К_НV ;

_HР2 – допускаемые контактные напряжения для материала колеса, МПа.

Червячные передачи работают плавно, бесшумно, динамические нагрузки в них невелики, поэтому в зависимости от окружной скорости колеса V₂ назначают величин расчетного коэффициента нагрузки К_Н [5, c. 226]:

при V₂ < 3 м/с принимают К_Н = 1;

при V₂ > 3 м/с принимают К_Н = 1,1…1,3.

Рассчитанное по (6.2) межосевое расстояние округляют до ближайшего большего стандартного значения (табл. 6.2) или до ближайшего значения из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69.

Таблица 6.3

Межосевого расстояния червячной передачи ГОСТ 2144-93

1 ряд	63	80	100	125	160	200	250	315	400
2 ряд	-	-	-	140	180	225	280	355	450

Примечание. Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.

Затем по ГОСТ 2144-93 (Приложение 2) следует выбрать такие основные параметры передачи, как:

• осевой модуль m_S;

• коэффициент диаметра червяка q;

• число заходов червяка Z₁ ;

• число зубьев колеса Z₂ ;

• коэффициент смещения червяка x_1.

и приступить к расчету геометрических параметров передачи.

4. Расчет геометрических параметров червяка и колеса

Основные геометрические характеристики передачи – межосевое расстояние и модуль. Угол подъема винтовой линии:

Вычисление геометрических параметров червяка и колеса выполнять по зависимостям, приведенным в табл. 6.4.

Таблица 6.4

Расчет геометрии червячного колеса и червяка [5, с. 216]

Параметр	Червяк	Колесо червячное
Делительный диаметр
Начальный диаметр
Диаметр выступов
Диаметр впадин
Наибольший диаметр колеса
Высота головки
Высота ножки

В расчетных формулах (табл. 6.4) использованы обозначения:

– коэффициент высоты головки зуба; = 1,0;

с^* – коэффициент радиального зазора; с^* = 0,2;

x₁ – коэффициент смещения исходного контура червяка (в стандартной передаче корригируют только червяк); коэффициент смещения x₁ выбирают по ГОСТ 2144-93.

Длину нарезанной части червяка вычисляют в зависимости от коэффициента смещения исходного контура x₁ . При x₁ < 0 [5, с. 215]:

Ширина зубчатого венца колеса зависит от числа заходов червяка Z₁ [5, с. 215]:

при Z₁=1 или 2 ширина венца b₂ = 0,355^.a_W

при Z₁=4 ширина венца b₂ = 0,315^.a_W

Зависимости для вычисления b₁ и b₂ пригодны только для некорригированных передач; их следует округлить по нормальным рядам чисел согласно ГОСТ 6636-69 (см. Приложение 1).