101
4.3 Силовой расчет
Силы, действующие в зацеплении.
Наименование нагрузки |
Червяк, Н |
|
Червячное колесо, Н |
||||||
Окружная |
Ft1 |
= |
2 ×T ×103 |
|
Ft2 |
|
2 |
×T ×103 |
|
1 |
|
= |
|
2 |
|
||||
d1 |
|
|
d2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Радиальная |
|
Fr2 = Fr1 |
|
Fr2 |
= Ft2 ×tg(a) |
||||
Осевая |
|
Fa1 = Ft 2 |
|
|
Fa2 |
= Ft1 |
|||
где α – угол зацепления (равен 20º для некоррегированных колес)
102
4.4 Проверочный расчет
Проверка зубьев колес по контактным напряжениям Для безоловянистых бронз уточняем допускаемые контактные напряже-
ния по таблице 4.1.
D = |
[sH ]предв -[sH ]уточн |
×100% <5% |
(4.14) |
|
|||
|
[sH ]уточн |
|
|
Если условие не выполняется, необходимо изменить расчет межосевого расстояния и дальнейшие расчеты.
При данной скорости необходимо уточнить КПД, для этого определяем приведенный коэффициент трения f’ и приведенный угол трения ρ' по табли-
це 4.7.
Таблица 4.7 – Приведенные коэффициенты трения f’ и приведенные углы трения ρ'
uск, м/с |
f' |
ρ’ |
|
uск, м/с |
f’ |
|
ρ’ |
|
|
0,1 |
0,080…0,090 |
4o34'…5o09' |
|
2,5 |
|
0,030…0,040 |
|
1o43'…2o17' |
|
0,5 |
0,055…0,065 |
3o09'…3o43' |
|
3,0 |
|
0,028…0,035 |
|
1o36'…2o00' |
|
1 |
0,045…0,055 |
2o35'…3o09' |
|
4,0 |
|
0,023…0,030 |
|
1o26'…1o43' |
|
1,5 |
0,040…0,050 |
2o17'…2o52' |
|
7,0 |
|
0,018…0,026 |
|
1o02'…1o29' |
|
2 |
0,035…0,045 |
2o00'…2o35' |
|
10,0 |
|
0,016…0,024 |
|
0o55'…1o22' |
|
Примечание: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Меньшие значения следует принимать при шлифовальном или полированном червяке. |
|
|
|||||||
2. При венце колеса из без оловянной бронзы или латуни табличные значения |
следует увеличить на |
||||||||
30…50%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h = (0,95...0,96) × |
tg(g ) |
|
|
|
(4.15) |
|
|
|
|
tg(g + r') |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Контактные напряжения находятся по формуле:
|
170 |
|
T2 ×103 × K × (z2 / q +1)3 |
1 |
|
|
s H = |
|
× |
|
£[sH] |
, МПа |
(4.16) |
z2 / q |
aw3 |
где К – коэффициент нагрузки, определяемый по формуле:
K = Kb ×K u |
(4.17) |
где Кb - коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий;
Кu - коэффициент учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении (таблица 4.10).
1 Перегрузка разрешается 5%, недогруз, максимум 15%
103
|
æ z |
2 |
ö3 |
(4.18) |
|||
Kb |
= 1 + ç |
|
÷ |
× (1 - x) |
|||
Q |
|||||||
|
è |
ø |
|
|
|||
где Θ – коэффициент деформации червяка, значения которого при различных q и z1 приведены в таблице 4.8;
х – коэффициент режима (таблица 4.9).
Таблица 4.8 – Коэффициент деформации червяка Θ
z1 |
|
|
Коэффициент q |
|
|
||
8 |
10 |
12,5 |
14 |
16 |
20 |
||
|
|||||||
1 |
72 |
108 |
154 |
176 |
225 |
248 |
|
2 |
57 |
86 |
121 |
140 |
171 |
197 |
|
3 |
51 |
76 |
106 |
132 |
148 |
170 |
|
4 |
47 |
70 |
98 |
122 |
137 |
157 |
|
Таблица 4.9 – Коэффициент режима χ
Интенсивность |
Продолжительность |
Значение χ при нагрузке |
|
||
работы электро- |
|
|
|
|
|
работы в сутки, ч |
постоянной |
пульсирующей |
|
ударной |
|
двигателя |
|
||||
|
|
|
|
|
|
При редких |
0,5 |
0,80 |
0,90 |
|
1,00 |
2 |
0,90 |
1,00 |
|
1,25 |
|
пусках |
10 |
1,00 |
1,25 |
|
1,50 |
|
24 |
1,25 |
1,50 |
|
1,75 |
При частных |
0,5 |
0,90 |
1,00 |
|
1,25 |
2 |
1,00 |
1,25 |
|
1,50 |
|
пусках и |
|
||||
10 |
1,25 |
1,50 |
|
1,75 |
|
остановках |
|
||||
24 |
1,50 |
1,75 |
|
2,00 |
|
|
|
||||
Примечание: продолжительность работы в сутки определяется как Ссут×24
Таблица 4.10 – Коэффициент динамической нагрузки Ku
Степень точно- |
|
|
|
Скорость скольжения uск, м/с |
|
||||
сти по ГОСТ |
|
До 1,5 |
1,5…3 |
|
3…7,5 |
|
7,5…12 |
|
12…18 |
3675-81 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
- |
- |
|
1,0 |
|
1,1 |
|
1,3 |
7 |
|
1,0 |
1,0 |
|
1,1 |
|
1,2 |
|
- |
8 |
|
1,15 |
1,25 |
|
1,4 |
|
- |
|
- |
9 |
|
1,25 |
- |
|
- |
|
- |
|
- |
Примечание: для |
|
силовых |
передач |
степень точности |
назначается5…9, для |
обычных |
|||
редукторов 7…8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба Проверка прочности зубьев осуществляется по следующему условию:
s |
F |
= |
1,2 ×T2 × K ×YF |
£[s0F], МПа |
(4.19) |
||
|
|||||||
|
|
z |
2 |
×b × m2 |
|
||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
где YF – коэффициент формы зуба, определяемый по таблице 4.11.
104
Таблица 4.11 - Коэффициенты формы зуба YF
zu |
28 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
65 |
80 |
100 |
150 |
YF |
2,43 |
2,41 |
2,32 |
2,27 |
2,22 |
2,19 |
2,12 |
2,09 |
2,08 |
2,04 |
Где zu эквивалентное число зубьев, определяемое по формуле:
zu |
= |
z |
2 |
(4.20) |
|
cos3 g |
|||||
|
|
|
|||