2.3. Расчет червячных передач

2.3.1. Выбор материалов червяка и червячного колеса

Для червяка применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колес.

Выбираем ТО червяка – улучшение и закалка ТВЧ, твердость 45…50 HRC.

Марка стали: 40Х

Материал для червячного колеса выбираем в зависимости от скорости скольжения:

м/с

Материал	Способ отливки	Механические свойства, МПа
БрАЖМц 9-4 м/с	в кокиль	500	230

Определение допускаемых напряжений

Допускаемые напряжения
, МПа	, МПа
175	97,5

П р и м е ч а н и е:

МПа,

МПа

2.3.2. Определение основных геометрических размеров и характеристик червячной передачи

Межосевое расстояние:

, м,

где – в Па.

м

мм, по ГОСТ 2144-76 принимаем мм.

Основные параметры передачи

Число зубьев колеса

,

где – число заходов червяка;

– передаточное число.

Предварительные значения:

модуля передачи:

коэффициента диаметра червяка:

Минимальное допустимое значение из условия жесткости червяка

Коэффициент смещения:

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре

на начальном цилиндре

Фактическое передаточное число:

Размеры червяка и колеса, мм (рис.3)

Червяк:

делительный диаметр

мм;

диаметр вершин витков

мм;

диаметр впадин

мм;

начальный диаметр

мм.

длина нарезанной части червяка

, мм

мм

Увеличиваем на 35 мм при.

Округляем в большую сторону по ГОСТ 6636-69,мм.

Червячное колесо:

диаметр делительной окружности колеса

мм;

диаметр окружности вершин зубьев

мм;

диаметр колеса наибольший

, мм,

мм;

диаметр впадин

мм;

ширина венца

,

где при ,

мм

Округляеммм в большую сторону по ГОСТ 6636-69,мм.

Рис.3. Размеры червяка и червячного колеса

2.3.3. Проверочный расчет передачи на прочность

Определяется скорость скольжения в зацеплении

, м/с,

где м/с – окружная скорость на червяке

м/с

Расчетное контактное напряжение:

,

где – скоростной коэффициент

МПа

150 МПаМПа.

Окружная скорость колеса

м/с

2.3.4. КПД передачи

,

где – приведенный угол трения.

Силы в червячном зацеплении

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

Н

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

Н

Радиальная сила:

Н

Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба:

,

где – скоростной коэффициент;

–коэффициент формы зуба, который принимают в зависимости от

МПа

77 МПа97,5 МПа

2.3.5. Тепловой расчет

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД, из-за высоких скоростей скольжения и вследствие этого – большим выделением теплоты, проверяют на нагрев.

Мощность на червяке

Вт.

Температура нагрева масла, :

без искусственного охлаждения:

,

где – коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в плиту или раму;

– максимальная допустимая температура нагрева минеральных масел;

Вт/(м²·°С) – коэффициент теплоотдачи;

м² – поверхность охлаждения корпуса.

89°95°

с охлаждением вентилятором:

,

где – коэффициент при обдуве вентилятором.

61°95°

3. Разработка эскизного проекта

Первым этапом конструирования является разработка эскизного проекта. При эскизном проектировании определяют диаметры валов, расстояния между опорами валов и расстояние между деталями передач, выбирают типы подшипников и схемы их установки.

3.1. Размеры валов

Определяем диаметры и длины различных участков валов редуктора:

– быстроходный вал:

Червячный редуктор:

Рис.4. Быстроходный вал цилиндрической или червячной передачи

Диаметр выходного конца вала:

, мм,

где – вращающий момент на быстроходном валу, Н·м

мм

По ГОСТ 12080-66 выбираем мм.

, мм	, мм	, мм	, мм
36	58	2	1,6

Рис.5. Цилиндрический конец вала

Диаметр вала в месте установки подшипника

, мм,

где мм – высота заплечика.

мм.

Диаметр буртика (заплечика) для упора подшипника

, мм,

где мм – координата фаски подшипника.

мм

Длина промежуточного участка вала:

для червячной передачи

мм