5. Расчет червячной передачи (быстроходной)

5.1. Выбор материала червяка и колеса.

Определим скорость скольжения по формуле (2.53) [1]:

При скорости скольжения применяют безоловянные бронзы и латуни, поэтому выбираем следующий материал БрА9ЖЗЛ, при центробежном способе отливки .

Определим допускаемые контактные напряжения по формуле (2.59) [1]:

.

5.2. Допускаемые напряжения изгиба.

Определим коэффициент долговечности определим по формуле (2.61) [1]:

,

где - общее число циклов нагружения

тогда

Исходные допускаемые напряжения изгиба определим по формуле (2.62) [1]:

Допускаемые напряжения изгиба:

5.3. Межосевое расстояние определим по формуле (2.64) [1]:

,

принимаем .

5.4. Подбор основных параметров передачи.

Число витков червяка: при

Число зубьев колеса:

5.5. Модуль передачи определим по формуле (2.66) [1]:

принимаем

Определяем относительный диаметр червяка по формуле (2.67) [1]:

Определяем минимальное допускаемое значение диаметра червяка [1]:

Принимаем

Коэффициент смещения [1]:

.

Определим фактическое передаточное число:

5.6. Геометрические размеры червяка и колеса [1].

Делительный диаметр червяка:

диаметр вершин витков:

диаметр впадин определим по формуле (2.72) [1]:

,

длина нарезной части червяка определим по формуле (2.73) [1]:

Принимаем:

диаметр делительной окружности колеса определим по формуле (2.74) [1]:

,

диаметр окружностей вершин зубьев определим по формуле (2.75) [1]:

,

наибольший диаметр колеса определим по формуле (2.76) [1]:

Принимаем .

ширина венца определим по формуле (2.78) [1]:

принимаем

диаметр впадин определим по формуле (2.77) [1]:

.

5.7. Проверочный расчет передачи на прочность.

Определим окружную скорость на червяке [1]:

,

Скорость скольжения в зацеплении определим по формуле (2.80) [1]:

,

гдеугол подъёма на делительном цилиндре червяка.

.

Тогда

.

Допускаемое контактное напряжение определим по формуле (2.60) [1]:

,

Определим окружную скорость на колесе [1]:

.

Расчетное контактное напряжение [1]:

,

где - коэффициент нагрузки – 1, при V₂<3 (м/с).

Тогда:

.

Проверяем по условию:

.

219(МПа)<251,5(МПа)

Условие прочности выполнено.

5.8. КПД передачи.

Определим коэффициент полезного действия червячной передачи [1]

,

где - приведенный угол трения.

.

5.9. Силы в зацеплении.

Окружная сила на колесе равна осевой силе на червяке [1]:

.

Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе [1]:

.

Радиальная сила [1]:

,

где .

.

5.10. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба [1]:

.

Определяем коэффициент формы зуба [1]:

.

Расчетное напряжение изгиба [1]:

,

проверяем по условию [1]:

.

20,5(МПа)<76,5(МПа).

Условие выполняется.

5.11. Тепловой расчет.

Мощность на червяке определим по формуле (2.88) [1]:

Определяем поверхность охлаждения по эскизной компоновке редуктора: .

Температура нагрева масла без искусственного охлаждения:

,

где - коэффициент теплоотдачи принимаемый . Тогда:

, где.