4.3. Проверочные расчеты на прочность червячной передачи

Проводятся по контактным напряжениям и напряжениям изгиба для червячного колеса как наиболее слабого звена.

4.3.1. Проверочный расчет на контактную выносливость

Условие прочности по контактным напряжениям имеет вид

(4.11)

где G_H – действительное контактное напряжение, МПа;

Т₂ – крутящий момент на валу червячного колеса, Нмм;

a_W – межосевое расстояние, мм.

Погрешность при расчете:

Рассчитанная погрешность удовлетворяет условиям расчета.

4.3.2. Проверочный расчет на выносливость при изгибе

Условия прочности по напряжениям изгиба зубьев червячного колеса

(4.12)

где G_F – действительное напряжение изгиба, МПа;

Y_F – коэффициент формы зуба, выбирается в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса [1]:

(4.13)18

F_t2 – окружное усилие на колесе, Н, которое находится по формуле:

(4.14)

K_F – коэффициент нагрузки, который принимают равным K_H:

b₂ – ширина венца червячного колеса, мм, зависит от диаметра вершин червяка:

m_n – нормальный модуль:

(4.15)

Полученное значение удовлетворяет условиям расчета.

4.4. Расчет параметров червячной передачи

Расчет параметров червячной передачи (рис.3) осуществляется в следующей последовательности:

1. Определяем делительные диаметры

(4.16)

(4.17)

2. Определяем диаметры вершин зубьев:

(4.18)

(4.20)

Параметры червячной передачи

Рис. 3

3. Определяем диаметры впадин зубьев:

(4.21)

(4.22)

4. Определяем наружный диаметр колеса:

(4.23)

5. Определяем длину нарезной части червяка при z₁ = 2:

(4.24)

6. Определяем ширину венца червячного колеса:

(4.25)

7. Определяем толщину обвода (венца) червячного колеса:

(4.26)

8. Определяем длину ступицы:

(4.27)

где d – диаметр вала под ступицей колеса, мм, определяется по формуле

(4.28)

где Т₂ – крутящий момент на валу червячного колеса, Нмм;

[τ_k] – пониженное допускаемое напряжение кручения, МПа, принимается равным 15 МПа

9. Определяем диаметр ступицы:

10. Определяем толщину диска, связывающего ступицу и обод:

11. Определяем диаметр отверстий в диске

(4.29)

Результаты расчетов сведем в табл. 4.

Таблица 4

Сводная таблица параметров червячной передачи.

Наименование параметров	Червяк	Червячное колесо
Диаметры делительные, мм	64	240
Диаметры вершин, мм	80	256
Диаметры впадин, мм	44,8	220,8
Наружный диаметр колеса, мм	–	268
Длина нарезной части червяка, мм	104	–
Ширина венца червячного колеса, мм	–	60
Толщина обвода (венца) червячного колеса, мм	–	24
Длина ступицы, мм	–	84
Диаметр ступицы, мм	–	102
Толщина диска, связывающего ступицу и обод, мм	–	26,4
Диаметр отверстий в диске, мм	–	7