3.1Расчёт быстроходной ступени(червячная передача).

Цилиндрические червяки выполняются линейчатыми и нелинейчатыми боковыми поверхностями витков. Наибольшее распространение имеют три вида линейчатых червяков: архимедов (ZА), эвольвентный (Z1), и конволюнтный (Z2). Выбор типа червяка определяется предпреятия-изготовителя. Существующие методы расчеты на прочность не зависят от вида червяка, поэтому проектировочный и проверочный расчеты излагаются безотносительно к виду червяка.

Выбираем архимедов червяк (ZA), материал червяка сталь 40Х, с твердостью поверхности , с последующим шлифованием и полированием.

Номинальный крутящий момент на червяке червячном колесе:

Н·м

Поскольку материал червяка прочнее материала колеса, то расчеты производят для червячного колеса.

Для выбора материала червячного колеса необходимо определить скорость скольжения:

м/с

По скорости скольжения выбираем материал венца червячного колеса бронзу Бр.О6Ц6С3 отливкой в землю. Механические свойства

Выбираем 8-ю степень точности.

Крутящие моменты по ступеням нагружения:

T_2пик = k₁ · T_2ном = 0 · 997,47 = 0 Н · м

T₂₁ = k₂ · T_2ном = 1 ·997,47 = 997,47 Н · м

T₂₂ = k₃ · T_2ном = 0,84 ·997,47 = 837,9 Н · м

T₂₃ = k₄ · T_2ном = 0,65 · 997,47 =648,4 Н · м

Продолжительность работы за весь срок службы

час

Число циклов перемен напряжений по каждой ступени нагружения

N_c2пик = 60 · n_пр · t_h · t_hпик = 60 · 480,3 4927,5 · 0 =0

N_c21 = 60 · n_пр · t_h · t_h1 = 60 · 480,3 · 4927,5 · 0,4 = 5,68 · 10⁶

N_c22 = 60 · n_пр · t_h · t_h2 = 60 · 480,3 · 4927,5 · 0,5 = 7,1 · 10⁷

N_c23 = 60 · n_пр · t_h · t_h3 = 60 · 480,3 · 4927,5 · 0,1 = 1,42 · 10⁶

За расчётную нагрузку принимаем T_H1 = T_F1 = 997,47 Н · м

Эквивалентное число циклов перемен напряжения

Допускаемые напряжения

MПа

Принимаем число витков червяка z=4. Число зубьев червячного колеса

Коэффициент диаметра червяка

Принимаем стандартное значение q=12.5

Коэффициент неравномерности нагрузки

где - коэффициент деформации червяка

- коэффициент точности

- отношение среднего по времени момента к расчетному

Диаметр делительной окружности червячного колеса

мм

Модуль червячного зацепления

Принимаем m=10мм

Диаметры делительных окружностей червячного колеса и червяка

Коэффициент смещения червячного колеса

Уточняем скорость скольжения и степень точности

где -угол подъема винтовой линии на делительном цилиндре червяка.

Оставляем 8-ю степень точности.

Упругая постояная материала

Расчетные напряжения на активных поверхностях зубьев червячного колеса

Производим расчет зубьев червячного колеса на изгиб.

Эквивалентное число циклов перемен напряжений при расчёте на изгиб

Допускаемые напряжения изгиба зубьев червячного колеса

Коэффициент неравномерности нагрузки

Эквивалентное число зубьев

Коэффициент формы зуба

Условие прочности на изгиб

<

Диаметры окружностей вершин мм

мм

Высота головки червяка

Высота ножки витков червяка

Диаметры окружностей впадин мм

мм

Наибольший диаметр червячного колеса

Ширина венца червячного колеса

Радиус выемки поверхности вершин зубьев червячного колеса

Межосевое расстояние

Длина нарезаной части червяка

Составляющие равнодействующей силы нормального давления между зубьями:

Окружная сила колеса и радиальная сила червяка

Н

Окружная сила червяка и радиальная сила колеса

Н

где

Радиальные силы червяка и колеса

Н