5.4.3 Скорость скольжения и кпд передачи

Скорость скольжения на начальном диаметре червяка:

м/сек,

где – частота вращения червяка, об/мин.

Скорость скольжения в зацеплении:

м/сек,

где – угол подъема линии витка на начальном цилиндре.

Коэффициент полезного действия червячной передачи:

,

где – приведенный угол трения.

5.4.4 Силы в зацеплении (рис. 2.4).

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

H.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

Н.

Радиальная сила:

Н.

5.5 Проверочный расчет червячной передачи

5.5.1 Проверочный расчет на контактную прочность

По полученному значению уточняем допускаемое напряжение :

МПа.

Окружная скорость червячного колеса:

м/сек.

Коэффициент нагрузки:

,

где – приv₂ < 3м/сек;

–коэффициент концентрации нагрузки при постоянном режиме работы.

Расчетное контактное напряжение:

МПаМПа,

где = 5350 – для эвольвентных червяков;

Условие контактной прочности выполняется.

5.5.2 Проверочный расчет на изгибную прочность

Расчетное напряжение изгиба:

МПа44,09 МПа,

где – коэффициент нагрузки, значение которого вычислены в п. 5.5.1;

–коэффициент формы зуба колеса, при приведенном числе зубьев .

Условие изгибной прочности выполняется.

5.5.3 Тепловой расчет

Мощность на червяке:

Вт.

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения:

.

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

°С – максимальная допустимая температура нагрева масла;

м²  поверхность охлаждения корпуса;

Вт/(м²∙°С) – коэффициент теплоот­дачи.

Температура нагрева при работе не превышает допустимую.

5.6 Результаты расчета

Таблица 4.6

	Червяк	Колесо
Число заходов червяка z1	1	-
Число зубьев колеса z2	-	40
Модуль m, мм	10
Коэффициент диаметра червяка q	10	-
Угол подъема винтовой линии	5,71º	-
Коэффициент смещения	0
Делительный диаметр d, мм	100	390
Диаметр окружности вершин da, мм	120	410
Диаметр окружности впадин df, мм	76	366
Контактные напряжения σH, МПа	160,5
Изгибные напряжения σF, МПа	9,672

6 Пример проектирования червяка и червячного колеса

6.1 Последовательность проектирования червяка

Размеры нарезанной части червяка определены в п. 5.4.2 (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Размеры нарезанной части червяка

По рекомендациям п. 3.1 определяются остальные размеры нарезанной части червяка (рис. 6.2).

Рис. 6.2 Остальные размеры нарезанной части червяка

Размеры остальных участков вала червяка (рис. 6.3) определяются по обычной методике проектирования валов, широко представленной в технической литературе ([7], [8], [9], [10], [11]). Для этого выполняется проектировочный расчет для определения предварительного диаметра вала. Диаметр самого тонкого участка вала должен быть больше или равен расчетному (40 на рис. 6.3).

Рис. 6.3 Размеры диаметров вала червяка

Проектирование вала выполняется с учетом конструкции и размеров деталей, расположенных на валу. Вал имеет ступенчатую форму, диаметр каждого следующего участка вала увеличивается на удвоенную высоту заплечика. Высота каждого заплечика определяется в зависимости от типа установленной детали, особенностей ее работы, величины осевой нагрузки, передаваемой на заплечик, размеров фасок, закруглений и т.д.

Рис. 6.4 Длины участков вала червяка: выходного конца и под подшипники

Длины отдельных участков вала червяка определяются в согласовании с размерами остальных деталей редуктора. Для этого необходимо выполнить компоновочный эскиз: либо в строгом соответствии размерам (с учетом масштаба), либо с полной простановкой размерных цепей.

Примечание: Разработку эскизов валов рекомендуется совместить с разработкой эскизной компоновки всего редуктора.

Рис. 6.5 Длины остальных участков вала червяка

Определение длин участков следует начинать с выходного конца вала (рис. 6.4) по ГОСТ 12080 или ГОСТ 12081. Затем проектируются шейки вала под насаживаемые детали. В приведенном примере – это подшипники (рис. 6.4), круглая гайка и крышка с манжетой.

Длины свободных участков валов определяются с учетом размеров корпуса редуктора, крышек и стаканов подшипниковых узлов и т.д.

Рис. 6.6 Окончательный эскиз вала червяка

Окончательный эскиз вала прилагается к пояснительной записке.