Тема 9 червячные передачи

Пример расчета. Рассчитать передачу одноступенчатого червячного редуктора. Вращающий момент на валу червячного колеса м. Частота вращения вала колеса мин^-1. Расчетный ресурс передачи ч. Передаточное число редуктора .

Режим нагружения передачи – постоянный. Производство редуктора крупносерийное. Профиль витков червяка Z1.

Решение.

1. Выбор числа заходов червяка. Число заходов червяка выбирают в зависимости от передаточного числа :

	8…14	14…30	Св.30
	4	2	1

Принимаем =2.

2.Определяем числа зубьев колеса

3.Вычисление частоты вращения вала червяка

мин^-1

4.Определение суммарного числа циклов нагружения зубьев колеса

5.Вычисление предварительного значения скорости скольжения

м/с.

6.Выбор материалов червяка и червячного колеса.

Червяк. Сталь 18ХГТ цементированная и закаленная до твердости поверхности 56…63 . Витки шлифованные и полированные.

Червячное колесо. В связи с тем, что скорость скольжения в зацеплении >5 м/с, используем оловянистую бронзу Бр.010Ф1 с временным сопротивлением МПа и пределом текучести МПа.

7.Определение допускаемых контактных напряжений

,

где . Значения в зависимости от приведены ниже:

		2	3	4	5	6	7
	1,33	1,21	1,11	1,02	0,95	0,88	0,83	0,8

МПа.

8.Определение допускаемых напряжений для расчета на изгиб

МПа.

9.Выбор предварительного значения коэффициента нагрузки. Для постоянного режима нагружения принимаем К=1.

10.Вычисление межосевого расстояния

мм.

Полученное значение округляем до ближайшего из ряда стандартных межосевых расстояний:40; 50; 63; 80; 100; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500. Принимаем =140 мм.

11.Выбор осевого модуля

мм.

Принимаем стандартное значение модуля мм (по табл.)

Значения модулей и коэффициентов диаметра червяка

1,6	10; 12,5 16; 20	8; 10; 12,5	8; 10; 12,5; 16; 20
2; 2,5; 3,15; 4; 5	8; 10; 12,5; 16; 20	16	8; 10; 12,5; 16
6,3	8;10; 12,5;14; 16; 20	20	8; 10

12.Выбор коэффициента диаметра червяка

Принимаем стандартное ближайшее значение =12,5.

13.Определение коэффициента смещения инструмента

Коэффициент смещения находится в допустимых пределах от-1 до 1.

14.Вычисление углов подъема витка червяка.

На делительном цилиндре

.

На начальном цилиндре

.

15.Определение начального диаметра червяка, делительного диаметра колеса

мм

мм.

16.Определение коэффициента динамичности. Окружная скорость на делительном диаметре колеса

м/с

Так как <3м/с коэффициент динамичности К_v=1.

17.Вычисление коэффициента нагрузки

.

18.Уточнение скорости скольжения в зацеплении

м/с.

19.Уточнение допускаемых контактных напряжений

,

где

МПа

20.Вычисление расчетных контактных напряжений

МПа.

Перегрузка передачи по контактным напряжениям

Допускается перегрузка до 5% следовательно, ранее найденные размеры передачи принимаем за окончательные.

КПД передачи

где - приведенный угол трения при скорости скольжения м/с

Приведенные углы трения между стальным червяком и колесом из бронзы

м/с		м/с		м/с
0,01	5,7…6,80	1	2,5…3,20	4	1,3…1,70
0,1	4,5…5,20	1,5	2,3…2,80	7	1…1,50
0,25	3,7…4,30	2	2…2,50	10	0,9…1,380
0,5	3,2…3,70	3	1,5…20	15	0,8…1,20

22.Вычисление сил, действующих в зацеплении. Окружная сила на колесе равная осевой силе на червяке,

.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе,

.

Радиальная сила, раздвигающая червяк и колесо,

.

23.Проверка зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба. Эквивалентное число зубьев колеса

Напряжение изгиба у основания зуба

МПа

где принимаем по табл.

Коэффициент учитывающий форму зубьев

20	1,98	30	1,76	40	1,55	80	1,34
24	1,88	32	1,71	45	1,48	100	1,30
26	1,85	35	1,64	50	1,45	150	1,27
28	1,80	37	1,61	60	1,40	300	1,24

Так как <[ ], прочность по напряжениям изгиба обеспечена.

24.Определение геометрических размеров червяка и червячного колеса. Делительный диаметр червяка

мм

Диаметры вершин и впадин витков эвольвентного червяка:

мм

мм

Длина нарезанной части червяка

мм,

коэффициенты принимаем по табл.4. Значение округляем до большего ближайшего значения по ряду линейных размеров мм. Табл.5 дана для .

Диаметр вершин зубьев червячного колеса

мм.

Таблица 4 Коэффициенты для определения длины нарезанной части червяка при числе заходов червяка и

х	-1	-0,5	0	+0,5	+1 и более
с1	10,5	8	11	11	12
с2	0,06	0,06	0,06	0,1	0,1

Таблица 5 Коэффициенты для определения длины нарезанной части червяка при числе заходов червяка

х	-1	-0,5	0	+0,5	+1 и более
с1	10,5	9,5	11	12,5	13
с2	0,09	0,09	0,09	0,1	0,1

Диаметр впадин зубьев

мм

Наибольший диаметр колеса

мм

Принимаем мм.

Ширина венца колеса

мм

Принимаем мм.