2.1. Расчет червячной передачи.

Скорость скольжения:

V_s=4.5*10^-4* n_ред* ³√ Т₂=4.5*10^-4*960*³√483,87=3,39<5м\с. ([1].стр 223)

2 группа.

Венец колеса изготавливаем из БрА9Ж4

Допускаемые контактные напряжения ([1].стр 224)

σ_т=200 МПа-предел текучести;

σ_в=400 МПа - предел прочности;

Расчет допускаемых напряжений для 2 группы:

[σ_H]= [σ_H]₀ – 25* V_s=<[σ_H]_max; ([1].стр223)

[σ_H]₀ = 300 МПа, при Н 45 HRC

[σ_H]max=2*σт=2*200=400 МПа

[σ_H]= 300-25*3,39=215,25 МПа 400 МПа

Допускаемые напряжения изгиба ([1].стр223)

[σ_F]_max=0.8* σ_т =160 МПа.

[σ_F]₀=0,25*σ_т+0,08*σ_в = 82 МПа.

K_FL= = =0,71, где

= *N_k=1*23,1* =23,1* , где

=1,0 (0 режим)

[σ_F]=[σ_F]_{0*КFL=82*0,71=58,22 МПа 160 МПа}

Выбор числа витков червяка и зубьев червячного колеса:

Z₁=4 (при U₁=13,72) – число витков червяка.

Z₂= Z_1* U₁=4*13.72=54.88, округляем и принимаем Z₂=55 – число

зубьев колеса.

Коэф-т диаметра червяка:

q 0,25* Z₂, т.е. q 13,75

Принимаем ближайшее большее значение q=14

Проектный расчет на прочность по контактным напряжениям:

a_w= * =

* =0,78*172,91 = 134,87

По ГОСТ 2185-66 принимаем a_w=140 мм.

= 2* * /( )= = 1,26* МПа

Определение модуля зацепления:

a_w=0,5*(q+ )*m – формула межосевого расстояния.

Из формулы межосевого расстояния найдем: m= = =4.1

Принимаем ближайшее значение m=4

Расчет коэф-та смещения:

x= – 0,5*(q+ = - 0,5*(14+55)=0,5

Принимаем червяк с профилем ZI, из этого следует -1 х 0 (не входит

в интервал)

Принимаем q=16. Получим x= – 0,5*(q+ = - 0,5*(16+55)=-0,5 (входит в интервал)

Имеем q=16 и x=-0,5. ([1].стр.211-214)

Расчет размеров передачи: ([1].стр.211-214)

Червяк:

γ=arctg =arctg =14 (Угол подъема витков червяка)

d₁₌q*m=16*4=64 мм

d_a1= d₁*+2*m=64+8=72 мм (Диаметр заготовки)

d_f1= d₁- 2,4*m=64-9,6=54,4 мм

b₁=2*[(√(d_ae2/2)² – (a_w – d_a1/2)²)+ π*m/2]=2*[(√(228/2)² – (140-72/2)²) + 3,14*4/2]=105,94мм (Длинна нарезанной части червяка)

Колесо:

d₂= z₂*m=55*4=220 мм

d_a2=( z₂+2+2*х)*m=(55+2-1)*4=224 мм

d_f2=d₂ – 2.4*m=220-9,6=210,4 мм

d_ae2= d_a2+ =224+ = 228 мм

где k=2, для червяка с профилем ZI.

b₂=0.67*d_a1=0,67*72=48 мм (при z₁=4)

Расчет скорости скольжения: ([1].стр.215)

₁= = =3.22 м/c

_s= =3.22/cos =3.32 м/с

([1].стр.214)

По ГОСТ 3675-81 степень точности = 8

Расчет коэф-ов: ([1].стр.221-222)

Расчетная нагрузка:

K_H=K_F=K_U*

K_U=1,1

=1+ *(1-x)=1

(режим 0)

K_H=1,1*1=1,1

Расчет на прочность по контактным напряжениям: ([1].стр.219-220)

ε_α= - 0.17*z₂+2.9) / 2.95=(12.1-9.35+2.9)/2.95=1.92

=0,875

σ_H= 1,18* [σ_H]

σ_H =1,18*

=187.5 МПа 215.25 МПа.

=20 - угол профиля;

=0,75 - коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной

линии;

Окружная сила в зацеплении: : ([1].стр.217)

F_t1=2*T₁/d₁=(2*41,49*1000)/64=1300 H – окружная сила червяка;

F_t2=2*T₂/d₂=(2*483,87*1000)/220=4400 Н – окружная сила колеса;

Проверочный расчет на прочность по изгибу: ([1].стр.220-221)

σ_F=0.74*Y_F*(F_t2*K_F)/ (b₂* m_n) [σ_F]

σ_F =0,74*1,4*(4400*1,1)/48*3.88=27 МПа 58,22 МПа

Z_U=Z₂/(cos ³=60 из этого следует, что Y_F=1.4 – коэффициент формы зуба;

m_n=m*cosγ=4* cos14 =3,88 мм;

K_F=K_H=1.1

Проверка статической прочности при перегрузке:

= = =1,7

σ_Hmax=σ_H [σ_H]_max

σ_Hmax=187.5 =244.5 МПа 400 МПа

σ_Fmax=σ_F*( [ σ_F]_max

σ_Fmax=26.78*1.7=45.5 МПа 160 МПа