3.2. Расчет зубчатых передач.

3.2.1. Расчет червячной передачи

1. Материалы и допускаемые напряжения.

Червяки изготовляют из стали. Из табл. 4.2.16 выбираем материал венца червячного колеса, при предварительно оцениваемой скорости скольжения:

Выбираем материал бронза оловянистая Бр010Ф1( ).

Допускаемые контактные напряжения, МПа:

где - коэффициент, учитывающий износ материала колеса;

- коэффициент долговечности

Вычисляем коэффициенты, учитывающие изменение нагрузки передачи в соответствии с графиком:

при расчете на контактную прочность

где

при расчете на изгиб

где для НВ≤350

Теперь эквивалентное число циклов определяется по формуле:

при расчете на контактную прочность

где с=1 – число зацеплений зуба за один оборот;

n_i – частота вращения вала, мин^-1.

при расчете на изгиб

Базовое число циклов

Эквивалентное число для червячного колеса при

Таким образом для всех зубчатых колес и поэтому коэффициент долговечности Z_N=1и Y_N=1.

Допускаемые изгибные напряжение, Мпа:

где - коэффициент долговечности

Базовое число циклов

2. Расчет межосевого расстояния и выбор основных параметров передачи.

При числе заходов червяка

Расчетное межосевое расстояние, мм

где - коэффициент динамической нагрузки.

Предварительно принимаем коэффициент диаметра червяка .

Расчетный осевой модуль, мм

По табл. 4.2.17 принимаем стандартный модуль, наиболее близкий к расчетному .

По табл. 4.2.18 выбираем значение коэффициента так, чтобы , было максимально близким к расчетному .

Согласно ГОСТ 2144-93 принимаем межосевое расстояние равным .

Расчетные контактные напряжения, Мпа:

Проверяем предварительно принятую скорость скольжения, м/с

где

Так как у нас взято стандартное межосевое расстояние, необходимо использовать коррегирование червячного колеса. Для червяков ZA, ZJ, ZN, ZK рекомендуется x₂=-0,5.

Размеры червяка, мм:

Принимаем

Размеры червячного колеса, мм:

Принимаем

3. Проверка расчетных напряжений изгиба.

Окружная сила в зацеплении, Н:

Удельная окружная динамическая сила, Н/мм:

Коэффициент, учитывающий форму зуба, табл. 4.2.21:

Расчетные напряжения изгиба зуба червячного колеса, Мпа

Силы в зацеплении червячной передачи

Окружные силы, Н:

.

.

Радиальные силы, Н:

.

.

Осевые силы, Н:

.

.

4. Жесткость и термообработка червяка

По табл. 4.2.23 определяем степень точности передачи - 7 степень точности.

По табл. 4.2.23 определяем твердость и термообработка червяка – червяк закален, шлифован и полирован, колесо нарезается шлифованными червячными фрезами, обработка под нагрузкой.

Прогиб червяка, мм

Где - расстояние между опорами червяка, мм

- модуль упругости, МПа.

- момент инерции сечения червяка, мм⁴.

Допускаемый прогиб, мм

5. Тепловой расчет передачи

КПД передачи

Где - угол трения, град.

Выделяющаяся тепловая мощность, кВт

Тепловая мощность, передаваемая в окружающую среду, кВт

Где - при хорошей циркуляции воздуха.

- температура окружающей среды.

- внутрення температура редуктора (масла).

- поверхность охлождения, м²

Так как , то , и следует применить искуственное охлаждение редуктора, корпус выполним ребристым, увеличивая S.