3.2. Расчет основной геометрии передачи

Главной геометрической характеристикой червячной передачи является ее межосевое расстояние, а основной причиной разрушения червячной передачи – заедание, то есть местное сваривание (схватывание) зубьев колеса с витками червяка.

Материал зубьев червячного колеса обладает меньшей контактной прочностью нежели материал витков червяка, поэтому межосевое расстояние передачи определяют, исходя из контактной выносливости зубьев колеса.

Расчетные коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий К_Нβи К_Fβ, при постоянной нагрузке на передачу : К_Нβ= К_Fβ= 1. Коэффициенты K_HV и K_FVзависят от точности изготовления передачи и скорости относительного скольжения:

K_HV=K_FV= 1,4 при степени точности 8 [3, с.65]

Межосевое расстояние передачи [3, с.62]:

, (15)

где Т₂– крутящий момент на червячном колесе, Н·мм;

[σ_H]₂– допускаемые контактные напряжения, МПа;

К_Н– расчетный коэффициент. К_Н= К_Нβ·K_HV= 1·1,4 = 1,4

Теперь необходимо рассчитать межосевое расстояние по формуле. 15:

Рассчитанное значение межосевого расстояния следует округлить до ближайшего стандартного значения a_w= 160 мм.

После округления межосевого расстояния по ГОСТ 2144 – 93 следует выбрать такие основные параметры передачи как:

Модуль m= 6,3 мм

коэффициент диаметра червяка q= 10

число заходов червяка z₁= 2

число зубьев колеса z₂= 40

коэффициент смещения червяка x₁= +0,397

передаточное число U = 20

Угол подъема винтовой линии определяется по формуле[2, с.37]:

(16)

Делительные диаметры червяка и червячного колеса вычисляют по зависимостям:

;

;

d₁ = 6,3 · (10 + 2 · 0,397) = 68 мм

d₂ = 6,3 · 40 = 252 мм

Для проверки правильности вычисления делительных диаметров червяка и колеса необходимо рассчитать межосевое расстояние передачи:

(17)

Вычисленное межосевое расстояние получилось равным стандартному значению без округления, это означает, что делительные диаметры рассчитаны правильно и можно продолжить расчет геометрических параметров червяка и колеса.

Расчет геометрии червячного колеса и червяка:

Диаметры вершин:

червяка – d_a1=d₁+ 2·m_S(18)

d_a1= 68 + 2·6,3 = 80,6 мм;

колеса – d_a2=d₂+ 2·m_S (19)

d_a2= 252 + 2·6,3(1+0,397) = 269,6 мм.

Диаметры впадин:

червяка – d_f1= d₁– 2,4·m_S (20)

d_f1= 68 – 2,4·6,3 = 52,88 мм;

колеса – d_f2=d₂– 2(1,2 – x)·m_S (21)

d_f2= 252 –2·6,3(1,2-0,397) = 241,88 мм.

Наибольший диаметр колеса:

(22)

Ширину зубчатого венца колеса вычисляют по формуле:

b₂= 0,75·d_a1 (23)

b₂= 0,75·80,6 = 60,5 мм, принимаемb₂=63 мм

Длину нарезанной части червяка с числом захода z₁= 2:

b₁≥ (11 + 0,06·z₂)·m_S(24)

b₁≥ (11 + 0,06·40)·6,3 = 84,4 мм.

Значение длины нарезанной части червяка округлено по нормальным рядам чисел согласно ГОСТ 6636-69 до величины b_W= 85 мм.

3.3. Уточнение степени точности изготовления передачи и коэффициентов

Окружные скорости червяка и колеса вычисляются по зависимостям:

(25)

(26)

Скорость относительного движения в передаче [2, с.38]

(27)

В зависимости от величины скорости скольжения уточняют степень точности изготовления передачи (для V_S= 3,45 м/с степень точности = 8). Что совпадает с ранее назначенной

Коэффициент нагрузки К_НVзависит от точности изготовления передачи и скорости относительного скольжения [3, с. 65]:

К_HV= 1,4 при 8-ой степени точности

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий определяется по формуле [3, с. 64]

К_Нβ= 1,0 при постоянной нагрузке на передачу