8.Перевірковий розрахунок черв’ячного вала на жорсткість

Цей розрахунок виконується тільки для черв’ячного редуктора (оскільки черв’ячна передача має підвищену чутливість до відхилень у взаємному розміщенні витків черв’яка і зубів колеса) за умовою:

де f і – відповідно розрахунковій та допустимий прогин в середньому поперечному перерізі черв’яка, мм.

=(0,005...0,01)m,

де m – модуль зачеплення ( див. табл. 31)

l– відстань між опорами черв’яка, мм ( див. ескізну компоновку).

F_t1 та F_r1– відповідно колова та радіальна сили на черв’яку, H (див. табл.31.);

Е = 2,1·10⁵ мПа – модуль поздовжньої пружності для сталі;

І_пр – приведений момент інерції, мм⁴

де d_f1 та d_а1– відповідно діаметри кіл впадин та виступів черв’яка, мм (див. п. 3.3.16)

Якщо умова жорсткості не витримується, слід зменшити відстань між опорами l, або збільшити коефіцієнт діаметра черв’яка q (при цьому доведеться повторити розрахунки., починаючи з п. 3.3.7).

9. Конструктивні розміри шестерні (черв‛яка) та колеса

9.1. Обґрунтувати прийняте в п. 4.3 рішення виготовляти колеса окремо від відповідних валів чи заодно з ними. При цьому врахувати, що виготовлення шестерні чи колеса заодно з валом (див. рис. 19 а,б), збільшує жорсткість конструкції, спрощує процес складання редуктора, але вимагає виготовлення шестерні і колеса з одного матеріалу. В процесі експлуатації при виході з ладу шестерні доводиться вибраковувати і вал ( і навпаки).

Рис. 19 Конструкції вала-шестерні

В деяких випадках, при малій різниці діаметрів вала та кола впадин шестерні , шестерню виготовити окремо від вала складно чи взагалі неможливо ( див. рис.19г).

З технологічних міркувань черв’як зажди виготовляється заодно з валом ( див. рис.19в). При цьому небажано заглиблювати витки в тіло вала, бо тоді фреза додатково буде різати метал на ділянках входу і виходу довжиною ( див. табл. 41).

9.2.Розробити конструкцію зубчатих коліс редуктора, враховуючи слідуюче:

При твердості робочих поверхонь ≤ НВ350 з метою полегшення редуктора та економії металу колеса виготовляють з тонким диском (рис. 20 г,д, е), в дисках – можливі полегшуючі отвори.

При твердості >HRC40, з метою збільшення жорсткості конструкції, колеса виготовляють з товстим диском (рис. 20 а,б, в).

Як правило, колеса проектують симетричними з довжиною ступиці рівною ширині зубчатого вінця (рис. 20 б,г,д). Відхилення від цього правила можливі (рис.20 а,в,е) але повинні бути обґрунтовані, бо ведуть до ускладнення технології виготовлення коліс і збільшення габаритів редуктора.

Рис. 20 Конструкції зубчатих коліс

При проектуванні шевронних зубчатих коліс враховувати, що конструктивна ширина зубчатого вінця збільшується на ширину канавки для виходу ріжучого інструмента ( див. рис.19г,20д та табл.41).

Таблиця 41.

Ширина канавки а, мм для виходу фрези

m,мм	2	3	4	5	6
	15	14	13	12	10

На рис.20:

h = 2,5 m

f = (0,6….0,7)m

d_cт = 1,5dB + 10 мм

S = 2,5 m +2 мм ( для шевронних S = 4m +2 мм)

C = (0,25…0,35) в₂ при твердості ≤ НВ 350

C ≥ 0,5 в₂ при твердості > НRС40

Інші розміри приймають на основі попередніх розрахунків чи конструктивно.

9.3. При розробці конструкції черв’яка та черв’ячного колеса (див.рис. 21,22) –враховувати, що черв‛ячне колесо, як правило, складене: диск і ступиця стальні або чавунні, а вінець- бронзовий. Слід розробити спосіб фіксації вінця на колесі. На рис. 22а. вінець напресований на диск і фіксується 3-4 гвинтами з послідуючим зрізанням головок ( виконання 2 - те ж, але без упорного буртика). На рис. 22б,в,г зубчатий вінець з‛єднують з диском шляхом лиття в кокіль (як правило – при великосерійному чи масовому виробництві).

Рис.21 Конструкції циліндричних черв’яків

Г

Рис. 22 Конструкції черв’ячних коліс

На рис.22: d_в = (0,8…1,0) δ₀:

_в = (2…3)d_в ;

K δ₀

t = 0,8 К

Інші розміри – див. п. 9.2.