2. Расчёт червячного редуктора
Согласно
рекомендаций [5, с.54], принимаем для
червяка материал – Сталь45 с закалкой
до твёрдости
HRC45,
шлифование и полирование витков червяка.
Для выбора материала венца червячного колеса определим скорость его скольжения[5,c.54]:
м/с
Здесь
-
момент кручения на выходном валу
редуктора;
-
угловая скорость выходного вала;
При
таком значении
по
табл.3.5[5,c.54]принимаем
для венца червячного колеса Бронзу
Бр.О5Ц5С5 (отливка в землю).
Допускаемые контактные напряжения по табл.3.6[5.c.55] для данной группы материалов определяем по формуле
МПа;
Межосевое расстояние [5, c.71]
мм.
Принимаем
ближайшее стандартное значение
мм.
Число витков червяка z
:
по рекомендациям [5, c.71]
при
принимаем
Число зубьев червячного колеса
=2×16=32;
Модуль зацепления [5, c.71]
m=
мм.
Принимаем ближайшее стандартное значение m=5мм.
Коэффициент диаметра червяка [5, c.72]
q=(0,212-0,25)
=(0,212-0,25)32=6,78-8;
принимаемq=8;
Коэффициент смещения инструмента
;
Фактическое значение межосевого расстояния
Основные геометрические параметры передачи:
а) основные размеры червяка:
делительный диаметр
8×5=40
мм;
диаметр вершин витков
=50
мм;
диаметр впадин витков
=28
мм;
длина
нарезаемой части червяка, при
2
червяка
мм;
примем
90
мм;
делительный
угол подъема витка при
2
и
8
согласно [5, с. 73]
=arctg(2/16)=14,03624
Основные размеры венца червячного колеса:
делительный диаметр
32×5=160
мм;
диаметр вершин зубьев
мм;
диаметр впадин зубьев
=148
мм;
наибольший диаметр колеса
177,5
мм;
ширина
венца при
мм.
Принимаем
мм.
Радиусы закруглений зубьев
мм.
мм.
Условный
угол обхвата червяка венцом колеса 2
:
;
Окружная скорость червяка
м/с,
где
- частота вращения червяка.
Скорость скольжения
м/с
Предположение о величине скорости вращения оказалось верным.
Согласно
[5, с. 74], угол трения
.
10. КПД червячной передачи [5, c.74]
;
11. Силы в зацеплении:
окружная для червяка и осевая для колеса
Н;
окружная для колеса и осевая для червяка
Н;
радиальная
на колесе и червяке
1231,4
Н.
Коэффициент нагрузки k=1 при v<3 м/с. [5, c.74]
Допускаемые контактные напряжения (по уточнённой скорости скольжения)
МПа;
Проверка контактных напряжений
[5,
c.74]
Проверка напряжений изгиба
;
[5, c.74]
Эквивалентное число зубьев колеса
тогда,
согласно [5, с. 75], коэффициент формы зуба
1,64.
Допускаемое напряжение изгиба
;
[5, c.55]
Для
Бронзы Бр.О5Ц5С5
МПа,
МПа;
Коэффициент
долговечности
;
Где
=4000000
– число циклов перемены напряжений для
всех сталей, соответствующих пределу
выносливости;
N – число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка)
где w – угловая скорость соответствующего вала;
-
срок службы привода (ресурс);
для
червяка
циклов
для
колеса
циклов
Так
как
и
, то
;
МПа;
Напряжение изгиба
=21,58
МПа,
что меньше допускаемого.
3. Предварительный расчет валов редуктора и конструирование червяка и червячного колеса
1. Червячный вал.
Ориентировочный диаметр выходного конца вала
мм
где
-
крутящий момент, Нмм;
-
пониженное значение допускаемого
напряжения на
кручение,
МПа. В соответствии с [4, c.241],
пониженное значение напряжения на
кручение принимаем, учитывая нагрузку
от ременной передачи
МПа.
Принимаем
мм.
Под
подшипниками принимаем
мм.
Длина
нарезанной части
мм
(определено ранее).
Расстояние
между опорами червяка принимаем
мм.
2. Ведомый вал.
В
соответствии с [4, c.241],
принимаем
=20
МПа;
мм,
примем
42
мм;
под
подшипниками принимаем d
=45
мм.
Под
зубчатым колесом
=50
мм.
Диаметр ступицы червячного колеса
мм.
Принимаем
мм.
Длина ступицы червячного колеса
мм.
Принимаем
мм.
Толщина обода центра колеса
=2×5=10
мм.
Принимаем
мм.
Минимальная толщина венца
=2×5=10
мм. Принимаем
мм
Толщина диска колеса
=0,25×36=9
мм.
Принимаем
мм.
