Выполним проектный расчет червячной передачи
3.2.1 Принимаем предварительно число заходов червяка: z1=2;
3.2.2 Вычисляем число зубьев червячного колеса: z2=z1·U;
3.2.3 Для проектировочного расчета принимаем: q'=10, см. [3], стр.54
3.2.4 Межосевое расстояние, определяем по следующей формуле, см. [3], стр.54
aw=(z2/q'+1)·((170/[σH]·(z2/q'))2·Т2·KHv·KHβ·103)1/3
[σH], МПа – допускаемое напряжение червячного колеса
Т2, Н·м – момент на валу червячного колеса
3.2.4.1 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении принимаем так, см. [1] стр. 346
KHv=1,0 при vs<3 м/с и KHv={1,0…1.3} при vs>3 м/с
3.2.4.2 Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине
венца, см. [1] стр.346
KHβ=(1,05…1,2)
3.2.5 Вычисляем требуемый модуль червячной передачи
m=2·aw/(q'+z2), мм
3.2.6
Используя таблицу, см. [3], стр.55 выбираем,
ближайшее к расчетным и принятым,
сочетание параметров: m, q, aw
по ГОСТ
2144-93
3.2.7 Определяем скорость скольжения и сравниваем с принятой ранее
vs=(π·d1·n1)/60·cos γ, м/с
где γ
= arctg (z1/q)
- делительный угол подъема линии витка
Очевидно, что v1=(π·d1·n1)/60, v2=(π·d2·n2)/60,
Необходимо убедиться в том, что материалы червяка и червячного колеса выбраны верно, и могут работать при данной скорости скольжения, смотри пункт 3.1.2.
3.2.8 Коэффициент смещения червячного колеса при выбранном межосевом расстоянии
х2=аw/m - 0,5·(q+z2)
Расчет
геометрических параметров (ГОСТ19650-74)
3.2.9 Вычисляем делительный диаметры
червяка червячного колеса
d1= m·q d2= m·z2
3.2.10 Начальные диаметры
dw1= m·(q+2) dw2= m·(z2+2х2)
3.2.11 Диаметры вершин
dа1= m·(q+2) dа2= m·(z2 +2 +2х2)
3.2.12 Диаметры впадин
df1= m·(q-2,4) df2= m·(z2 -2,4+2х2)
3.2.13 Длина червяка b1 по таблице 12.3 , смотри [1], стр.337
3.2.14 Ширина венца червячного колеса: при z1≤3, b2 ≤0,75·dа1, z1=4, b2 ≤0,67·dа1
3.2.15 Наибольший диаметр червячного колеса: dам2 ≤ dа2 + 6·m/(z1+2)
3.2.16 Шаг червяка: p1=π·m
3.2.17 Угол обхвата червяка колесом: δ =arcsin(b2/(dа1- 0,5·m))
3 .3 Определение сил в червячном зацеплении
3.3.1 Окружная сила червяка равна осевой силе червячного колеса
Ft1= Fa2=2·T1·103/d1
где d1, мм - делительный диаметр червяка;
T1, Н∙м - вращающий момент на червяке.
3.3.2 Окружная сила червячного колеса равна осевой силе червяка
Ft2= Fa1=2·T2·103/d2
3.3.3 Радиальная сила
Fr= Ft2·tgα,
где α=20°- угол исходного контура
3.3.4 Нормальная сила
Fn= Ft2/(cos(α)·cos(γ))
3.4 Проверочный расчет активных поверхностей зубьев червячного колеса на сопротивление усталости при контакте с червяком
3.4.1 Определим расчетные контактные напряжения и сравним их с допустимыми,
смотри [3], стр.54
σH= (170/(z2/q))·(((z2/q+1)/aw)3·Т2·KHv·KHβ·103)1/3≤[σH]
где aw, мм- межосевое расстояние; Т2, Н·м- крутящий момент на червячном колесе;[σH], МПа- допускаемое напряжение.
3.4.1.1 Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца червячного колеса, см. [1] стр. 346
KHβ=1+(z2/θ)2·(1- х)
Коэффициент деформации червяка θ, смотри [1] стр. 347
К
оэффициент
x
вычисляем с учетом распределения
нагрузок:
x=
3.4.1.2 Коэффициент, учитывающий величину и расположение пятна контакта
KHv=1, при v2≤3м/с и KHν=(1,0…1,3); при v2>3м/с
3.4.2 Сравниваем контактные напряжения с допустимыми
Δ= 100·([σH] - σH)/[σH] < 5% , допустимая недогрузка передачи
Δ= 100·(σH - [σH])/[σH] < 5%, допустимая перегрузка передачи