2.4. Кинематический расчет

В соответствии с выбранной компоновкой привода принимаем:

После определения передаточных чисел ступеней редуктора (коробки передач) вычисляют частоты вращения и вращающие моменты на валах передачи.

Вращающий момент на приводном валу:

Момент на валу колеса передачи:

Вращающий момент на червяке передачи:

Момент на двигателе:

2.5. Выбор материалов для изготовления червячной передачи

Для червяка применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колес. С целью получения высоких качественных показателей передачи применяют закалку до твердости ≥45HRC_э, шлифование и полирование витков червяка. Наиболее технологичными являются эвольвентные червяки (ZI), поэтому выбираем этот тип червяка.

Термообработку - улучшение с твердостью ≤350 HB применяют для передач малой мощности (до 1 кВт) и непродолжительной работы. [1, стр.30]

Для силовых передач следует применять эвольвентные и нелинейчатые червяки.

Выбран эвольвентный тип.

Червяк.

Материал – Сталь 20Х. Назначаем обработку червяка – цементация.

Твердость зубьев: в сердцевине до 302 HB, на поверхности до 50 HRC_э.

Предельное напряжение σ_T = 750 МПа.

Червячное колесо.

Материалы зубчатых венцов червячных колес по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств и рекомендуемым для применения скоростям скольжения можно условно свести к трем группам:

Группа I - оловянные бронзы; применяют при скорости скольжения V_ск > 5 м/с.

Группа II - безоловянные бронзы и латуни; применяют при скорости скольжения V_ск 2 - 5 м/с.

Группа III - мягкие серые чугуны; применяют при скорости скольжения V_ск < 2 м/с и в ручных приводах.

Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, то предварительно определяют ожидаемое ее значение, м/с:

Т.к. скорость скольжения больше 5 м/с, то выбираем материал зубчатого венца червячного колеса БрО10Н1Ф1, способ отливки – центробежный;

– коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания материала колеса. Его принимают в зависимости от скорости скольжения.

2.6. Расчет червячной передачи

Межосевое расстояние:

,

где K_a = 610 для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков; K_a = 530 для нелинейчатых червяков; K_Hβ - коэффициент концентрации нагрузки; при постоянном реиме нагружения K_Hβ = 1; при переменном

- начальный коэффициент нагрузки, определяется по графику:

Начальный коэффициент K⁰_Hβ концентрации нагрузки находят по графику, для этого определяют число витков z₁ червяка в зависимости от передаточного числа:

u	свыше 8 до 14	свыше 14 до 30	свыше 30
z1	4	2	1

.

По стандартному ряду уточняем межосевое расстояние:

Число зубьев:

Модуль:

m=(1,4…1,7)*

По стандартному ряду: m=6,3

Коэффициент диаметра червяка:

По стандартному ряду:

Коэффициент смещения:

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре:

на начальном цилиндре:

Фактическое передаточное число:

Червяк:

делительный диаметр:

диаметр вершин витков:

диаметр впадин:

длина нарезанной части червяка при коэффициенте смещения

мм

При положительном червяк должен быть несколько короче. В этом случае размер уменьшают на величину: Тогда Округляем в ближайшую сторону:

Для шлифовального червяка при m<10, увеличиваем на 25 мм.

Колесо:

делительный диаметр:

диаметр вершин зубьев:

диаметр впадин:

наибольший диаметр колеса:

ширина венца:

Размеры других основных конструктивных элементов:

S ≈ 2m + 0,05b₂;

S₀ ≈ 1,5S;

C = (1,2 ... 1,3)S₀;

h ≈ 0,15b₂;

t ≈ 0,8h.

Принимаем следующие значения:

S ≈ 2∙6,3 + 0,05∙57 ≈ 15 мм;

S₀ ≈ 1,5 ∙ 15 ≈ 23 мм;

C = 1,3 ∙ 22,5 ≈ 29 мм;

h ≈ 0,15 ∙ 57 ≈ 9 мм;

t ≈ 0,8 ∙ 9 ≈ 7 мм.

Остальные конструктивные элементы червячных колес следует принимать такими же, как и для цилиндрических зубчатых колес.

Длину l_ст посадочного отверстия колеса желательно принимать равной или больше b₂ зубчатого венца (l_ст>b₂). Принятую длину ступицы согласуют с расчетной и с диаметром посадочного отверстия d :

l_ст = (1,5…2)d, обычно l_ст = 1,6d.

Принимаем

l_ст = 1,6d = 1,6 ∙ 55 = 88 мм.

Фаска венца

f = 0,5 ∙ m = 0,5 ∙ 6,3 = 3,15 мм;

округленная до стандартного значения:

f = 3 мм.