3.5 Проверочный расчет зубьев на сопротивление усталости при изгибе
3.5.1 Определяем напряжения в опасной точке при изгибе зуба, смотри [3] стр. 54
σF=0,7·WFt·YF/m ≤ [σF]
3.5.1.1 Коэффициент, учитывающий влияние формы зуба и концентрации напряжений, смотри [1] стр. 348
YF={1,24…1,98},
в зависимости
от эквивалентного числа зубьев червячного
колеса: zv2=z2/cos3γ
3.5.1.2 Определяем удельную окружную динамическую силу
WFt=Ft2·kF/dw2, Н/мм
где Ft2, Н - окружная сила червячного колеса; dw2, мм - начальный диаметр червячного колеса; kF=1,1- коэффициент распределения нагрузки
3.5.2 Сравниваем изгибные напряжения с допустимыми
Δ= 100·([σF] – σF)/[σF] < 5% , допустимая недогрузка передачи
Δ= 100·(σF - [σF])/[σF] < 5%, допустимая перегрузка передачи
3.1.10 Для предотвращения хрупкого разрушения или остаточных деформаций должно выполняться условие, смотри [1] стр.351:
σFmax=σF·(Т2пик/Т2) ≤ [σF]max
где [σF]max=0,8·σт - для бронз и латуни и [σF]max=0,75· σв.и.- для чугуна.
3.6 Проверка жесткости червяка
3.6.1 Задаемся точностью червячной передачи в зависимости от скорости скольжения и предъявляемым требованиям
Степень точности |
Vs, м/с |
Обработка, термообработка и обкатка |
Применение |
7 |
10 |
Червяк закален, шлифован и полирован. Колесо нарезается шлифовальными червячными фрезами. Обкатка под нагрузкой. |
Передачи с повышенными скоростями и малым шумом. Малогабаритные. |
8 |
5 |
Допускается червяк с НВ<350, не шлифованный. Колесо нарезается шлифованной червячной фрезой. Допускается обкатка под нагрузкой. |
Передачи среднескоростные, средние требования по шуму, габаритам и точности. |
9 |
2 |
Червяк с НВ<350, не шлифованный. Колесо нарезается любым способом. |
Передачи низкоскоростные, работающие кратковременно. Ручные с пониженными требованиями |
3.6.2 Определим прогиб червяка и сравним с допускаемым прогибом
f= (Ft12+Fr2)1/2·L3/(48·E∙J) ≤ [f]
где: L=(0,9…1,0)·d2, мм - расстояние между опорами червяка;
E=2·105 МПа - модуль упругости стали; Ft1,Fr, Н – окружная и радиальная сила.
3.6.2.1 Момент инерции сечения червяка
J=Jf·φ
где Jf=π (df1)4/64, мм4; коэффициент φ=0,4+0,6·(dа1/df1)
dа1, мм- диаметр вершин червяка; df1, мм- диаметр впадин червяка.
3.6.2.2 Допускаемый прогиб
[f]=(0,005…0,01)·m
где m ,мм – модуль
3.7 Тепловой расчет червячной передачи
3.7.1 Вычисляем КПД червячной передачи
η=tg(γ)/tg(γ+ρ' ),
где: γ - - делительный угол подъема линии витка;
ρ
',
град - угол трения, смотри
[1] стр.340, табл.12.6
3.7.2 Тепловая мощность, выделяющаяся при работе червячной передачи
Q1=(1- η)·P1, Вт,
где: P1, Вт- мощность на червяке (передаваемая червячной передачей)
3.7.3 Тепловая мощность, передаваемая в окружающую среду
Q2=кт·(tм- tв)·А, Вт.
где: кт=(8…17), Вт/(м2·°С) – коэффициент теплоотдачи корпуса редуктора.
Большие значения при хорошем оребрении корпуса , интенсивном перемешивании масла и хорошей циркуляции воздуха вокруг редуктора, смотри [3] стр.352
tм=(60…80)°С - температура смазочного масла
tв=20°С - температура окружающего воздуха
А=20·аw2/106, м2- площадь поверхности для одноступенчатых редукторов.
В других случаях вычисляется ориентировочная площадь поверхности (без дна) по приведенной схеме, смотри [1] стр.352
А=
2∙(L+B)∙H+B∙L,
м2
3.7.4 Проверяем выполнение условия
tм= Q1/(кт·А)+tв ≤ 80°С,
Если условие не выполняется необходимо предусмотреть:
1) дополнительное оребрение корпуса;
2) проточное охлаждение масла водой;
3)
редуктор выполнить с циркуляционной
системой смазки;
4) предусмотреть установку вентилятора;