3.2.3. Проектирование открытой червячной передачи

В данном параграфе рассматривается методика проектирования открытых червячных передач с цилиндрическим червяком. Основным критерием работоспособности таких передач является прочность зубьев червячного колеса на изгиб.

Проектный расчет. В зависимости от передаточного отношения задают число заходов червяка по табл. 3.4 и определяют число зубьев червячного колеса с учетом условия неподрезания зубьев 28.

Выбирают коэффициент диаметра червяка из условия предпочтительных параметров передачи согласно ГОСТ 2144-76 по табл. 3.8.

Принятый коэффициент диаметра червяка должен соответствовать стандартному по ГОСТ 19672-74:

1-й ряд: 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0 мм;

2-й ряд: 7,1; 9,0; 11,2; 14,0; 18,0; 22,4 мм (1-й ряд следует предпочитать 2-му).

По условию обеспечения жесткости передачи необходимо выполнять соотношение 0,22…0,40.

Определяют угол подъема витка червяка с точностью до секунды .

Ориентировочно определяют модуль

,

где - вспомогательный коэффициент,=1,2;

- коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев червячного колеса , выбирают по табл. 3.10;

- допускаемое напряжение изгиба;

- коэффициент расчетной нагрузки для напряжений изгиба.

Коэффициент расчетной нагрузки определяют по формуле ,

где - коэффициент динамичности нагрузки, учитывающий дополнительную динамическую нагрузку, =1,0...1,3;

- коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий неравномерность распределений нагрузки по линии контакта зубьев, =1,05...1,20.

Полученное значение округляют до стандартного по ГОСТ 19672-74:

1-й ряд: 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0 мм;

2-й ряд: 1,5; 3,0; 3,5; 6,0; 7,9; 12,0; 14,0 мм (1-й ряд следует предпочитать 2-му).

При этом учитывают оптимальное сочетание и по табл. 3.9 (ГОСТ 2144-76).

Определяют межосевое расстояние .

Определяют коэффициент смещения по формуле .

По условию неподрезания и незаострения зуба значение должно находиться в пределах 0,7 мм (реже 1,0 мм). В противном случае надо изменять величины: , , , но в пределах:

1) выбрать из рядаRa40.

2) 0,22...0,40;

3) изменение не более 4 %.

Определяют делительный диаметр червяка и червячного колеса по формулам

и .

Определяют ширину венца червячного колеса по формуле ,

где 0,355 - при или и 0,315 - при .

Уточняют скорость скольжения ,

где - окружная скорость червяка, .

Необходимо соблюдение условия , в противном случае нужно уточнить материал венца червячного колеса и допускаемые напряжения.

Проверочный расчет по напряжениям изгиба.Определяют возникающие напряжения изгиба для зубьев червячного колеса по формуле

,

где - нормальный модуль, ;

- коэффициент расчетной нагрузки для напряжений изгиба; .

3.2.4. Геометрический расчет червячных передач

По ГОСТ 18498-73 назначают вид червяка: - эвольвентный; - конволютный; - образованный конусом; - архимедов;- образованный тором. Передачи с червяками , , , обладают примерно одинаковыми эксплуатационными свойствами, однако для их изготовления нужны различные технологические возможности. В учебном проекте рекомендуются червяки типа:, или .

Червяки типа применяют в открытых передачах и закрытых малой мощности (1,0…2,0 кВт) при 2 м/с (допускается 5 м/с).

Червяки типа и применяют в силовых закрытых передачах при =2…10 м/с (расчет геометрии червяков имеет некоторые особенности)

Основные геометрические параметры червячной передачи показаны на рис. 3.3.

Определяют диаметр вершин витков червяка и зубьев червячного колеса

и .

Определяют диаметр впадин витков червяка и зубьев червячного колеса

.

Рис. 3.3

Определяют наибольший диаметр червячного колеса .

Определяют длину нарезаемой части червяка , в зависимости от технологии его изготовления: - для шлифуемых червяков (тип , ,);

- для нешлифуемых (тип ).

Значение выбирают по табл. 3.12.

Таблица 3.12

Коэффициент смещения	Число заходов червяка
	1 и 2	4
- 1,0
- 0,5
0
+ 0,5
+ 1,0

Определяют угол обхвата червяка венцом червячного колеса по формуле

.

Определяют шаг и ход витка червяка .

Назначают направление витков червяка и зубьев червячного колеса: правое или левое (рекомендуется правое). Назначают угол профиля витков червяка = 20.

Устанавливают степень точности и вид сопряжения червячной передачи согласно ГОСТ 3675-81 по табл. 3.13.

Таблица 3.13

Скорость скольжения , м/с	10	5…10	2…5	2
Степень точности	6-В	7-В	8-В	9-В.