87. Последовательность и методика силового расчета механизмов и конструктивных элементов поворотного стола (лист 123): торцевая зубчатая муфта, червячная передача, выбор электродвигателя.

Расчет торцевой зубчатой муфты см билет 2 вопрос 2

В процессе расчета червячной передачи определяют ориентировочное значение межосевого значения передачи a_w или делительного диаметра червячного колеса d₂, исходя из контактной выносливости рабочих поверхностей зубьев, обуславливающей отсутствие выкрашивания и заедания.

Межосевое расстояние червячной передачи (мм) определяют по формуле , где Т₂=9,55^.10³N₁η/n₂ – крутящий момент по валу червячного колеса, Н^.м; N₁ – мощность на валу червяка, кВт; η – К.П.Д. червячной передачи; σ_HP – допускаемое контактное напряжение, МПа, соответствующее эквивалентному числу циклов перемены напряжений, σ_HP=σ^,_HPK_HL, где σ^,_HP – допускаемое контактное напряжение, МПа, соответствующее базовому числу циклов перемены напряжений N_H0; выбирается по справочнику в зависимости от материала венца колеса, способа отливки и твердости рабочих поверхностей червяка; K_HL – коэффициент долговечности при расчете на контактную прочность, , где N_HE – эквивалентное число циклов перемены напряжений. При постоянной нагрузке N_HE=N_Σ=60t_чn₂. При ступенчатом нагружении .

Предельные значения K_HL ограничиваются для колес, изготовленных из материалов I группы (мягкие бронзы с σ_В<300 МПа), с N_H0=10⁷-0,67≤K_HL≤1,7. Для червячных колес, изготовленных из материалов II группы (σ_В>350 МПа) и материалов III групп (чугун), K_HL=1, т.е. σ_HP=σ^,_HP.

В проектировочном расчете рекомендуется ориентировочно принимать q=10…15, η – по справочнику и при выборе σ_HP (материал II и III групп) скорость скольжения (м/с) v_s=(3.7…4.6)10^{-4 .}

Полученную величину a_w у нередукторных червячных передач округляют до чисел, оканчивающихся на 0 или 5.

Для вписывания в заданное и стандартное межосевое расстояние (облегчает унификацию корпусных деталей) при выбранных т, z₂ и q червячные передачи выполняют со смещением. Коэффициент смещения (-1 < х < 1) x=(a_w/m)-0.5(q+z₂), (1)

где a_w — стандартное, заданное или округленное межосевое расстоя­ние, мм.

Модуль зацепления предварительно определяют по зависимости (1) при x = 0 и округляют до стандартного значения. Затем по фор­муле (1) определяют значение х.

Если величина х не укладывается в указанные пределы, то выби­рают другое значение q, соответствующее принятому модулю, или варьируют числом зубьев колеса z₂ в пределах ±2 единиц вследствие некоторого отклонения от передаточного числа.

У червячных передач, встраиваемых в машины, и в передачах специальных редукторов обычно определяют делительный диаметр колеса d₂ (мм) по формуле

Определив по величину d₂= mz₂, устанавливают модуль передачи и округляют его значение до ближайшего стандарт­ного. Для червячных передач с числом зубьев колеса z₂≥ 90, а также открытых и ручных проектировочный расчет ведется исходя из п р о ч -ности зубьев на изгиб по модулю (мм):

,

где Y_F — коэффициент, учитывающий форму и повышенную проч­ность зуба червячного колеса вследствие его дуговой формы и выпол­ненного во всех сечениях, кроме среднего, как бы с положительным смещением; выбирается по справочнику в зависимости от числа зубьев эквивалентного колеса z_v = z₂/cos³ γ (для предварительных расчетов γ=10⁰); σ_FP — допускаемое напряжение на изгиб, МПа, соответствующее эквивалентному числу циклов перемены напряжений N_FE,

σ_FP= σ'_FPK_FL,

где σ'_FP — допускаемое напряжение на изгиб, МПа, соответствующее базовому числу циклов перемены напряжений N_Fo; выбирается по справочнику в зависимости от материала венца колеса, способа отливки, твердости рабочих поверхностей червяка и вида нагрузки;

Kfl — коэффициент долговечности при расчете на изгибную проч­ность Kfl = ,

где N_FE — эквивалентное число циклов перемены напряжений. При постоянной нагрузке N_FE = N_Σ = 60t_чп₂. При ступенчатоv нагружении

.

Предельные значения Kfl ограничиваются для колес, изготов­ленных из материалов I и II групп, т. е. бронз или латуней с N_F0 = 10⁶, 0,54 ≤ Kfl ≤ 1; для колес из чугуна Kfl =1, т. е. σ_FP = σ'_FP.