Занятие 6m. Расчет червячной передачи.
Содержание:
3.1 Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений
3.2 Проектный расчет и расчет геометрических параметров
3.3 Определение сил в зацеплении
3.4 Проверочный расчет на контактную усталость
3.5 Проверочный расчет на изгибную прочность
3.6 Проверка жесткости червяка
3.7 Тепловой расчет червячной передачи
Изучить:
Детали машин и основы конструирования: Учеб./ А. Т. Скойбеда, А. В. Кузьмин, Н. Н. Макейчик; Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. – Мн.: Выш. шк., 2006. – 559с.; ил (стр.329-354)
И. Ф. Дунаев, О. П. Леликов: Конструирование узлови деталей машин. М.: Высшая школа, 1998. (стр.31-37)
Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие / Л. В. Курмаз, А. Т. Скойбеда.-2 изд. М.: Высш. шк. 2005.-309 с.; ил.,(стр.54-55)
Исходные данные для расчета червячной передачи:
Т2- вращающий момент на червячном колесе, Н·м;
n2- частота вращения колеса, мин-1;
U- передаточное число; циклограмма нагружения передачи.
Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений
3.1.1 Для червяков применяют те же марки сталей, как и для любых ЗК, [1] стр.278,
С целью получения высоких качественных показателей передачи применяют закалку до твердости (45…50) HRCэ, шлифование и полирование витков червяка. Будем рассматривать эвольвентные червяки, как наиболее технологичные.
Термообработку - улучшение с твердостью ≤350 НВ применяют для передач малой мощности (до 1кВт) и непродолжительной работы.
3.1.2 Материалы зубчатых венцов червячных колес по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств, сведены к трем группам.
Критерием для выбора является скорость скольжения, которую предварительно определяют так, смотри [2] стр.31:
vs=0,45·10-3· n2·U·(Т2)1/3, м/с
Группа 1- оловянные бронзы и латуни применяют при скорости скольжения >5м/с;
Группа 2- безоловянные бронзы и латуни, при скорости скольжения (2…5) м/с;
Группа 3 – мягкие серые чугуны, применяют при скорости скольжения <5м/с;
Х
арактеристики
материалов (σВ,
σТ),
приведены в таблице 1, из [2]
стр.31 Таблица 1
3.1.3 Определяем эквивалентное число циклов нагружений по контакту
KHE=α14∙β1+ α24∙β2+ α14∙β2
NHE1=60∙LH∙n1∙KHE NHE2=NHE1/u1
где LH = Lh·365·кгод·24·ксут - продолжительность работы редуктора;
n1 - обороты рассматриваемого колеса, об/мин
u1 - передаточное число рассматриваемой передачи
3.1.4 Коэффициент долговечности, [1] стр.349
KHL=(107/NHE)1/8
Должно соблюдаться условие 1,15≤ KHL≤0,67 (при других значениях принимать данные значения)
3.1.5 Допускаемые контактные напряжения червячных колес, соответствующие числу циклов перемены напряжений - 107, [1] стр.350:
[σH0]=(0,75…0,9)·σв
0,9 – при контакте с червяками твердыми, шлифованными или полированными поверхностями; 0,75 – при твердости поверхности червяков ≤350 НВ
3.1.6 Допускаемое контактное напряжение венцов червячных колес
3.1.6.1 Из оловянистых бронз (группа1), определяется так, [1] стр.349:
[σH]=KHL·Сv·[σH0] , МПа
где коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания Сv, см. [1] стр.350
3
.1.6.2
Из безоловянных бронз, латуней (группа
2) , по условию
сопротивления заеданию, определяется
так, [1] стр.349:
[σH]=300 - 25· vs, МПа
3.1.6.3 Из чугунов (группа 3) , по условию сопротивления заеданию, определяется
так, [1] стр.349:
[σH]=200 - 35· vs, МПа
Примечание. Если червяки расположены вне масляной ванны, то независимо от материала венца колеса допускаемые напряжения уменьшают на 15%.
3.1.7 Вычисляем эквивалентное число циклов нагружений при изгибе, [1] стр.350
KFE=α19∙β1+ α29∙β2+ α19∙β2
NFE1=60∙LH∙n1∙KFE NFE2=NFE1/u1
где LH - продолжительность работы редуктора;
n1 – обороты рассматриваемого колеса, об/мин
Должно соблюдаться условие 105≤ NFE ≤2,5·108 (при значениях больше или меньше этих , принимать данные значения)
3.1.8 Коэффициент долговечности, [1] стр.351
KFL=(106/NFE)1/9
Должно соблюдаться условие 0,543≤ KFL≤1 (при других значениях больше или меньше этих, принимать данные значения).
3.1.9 Допускаемые напряжения изгиба определяются по уравнениям, приведенным в табл.12.9 , [1] стр.351
П
римечание.
σв.и.=274
МПа, - предел прочности при изгибе для
чугуна.