3.2 Расчет тихоходной передачи

Исходные данные: T₄ = 295,6 Н·м – крутящий момент на колесе;

n₄ = 100 мин^-1;

U = 11,52 – передаточное число;

L_h = 16352 час.

2. Межосевое расстояние:

Предварительное значение межосевого расстояния червячной передачи:

135,95 мм.

где, [ó]_H - допускаемое контактное напряжение материала червячного колеса, Н/мм².

Допускаемые напряжения определяют для зубчатого венца червячного колеса в зависимости от группы материала зубьев, твердости витков червяка, скорости скольжения.

Скорость скольжения v_s, м/с, определяется по эмпирической формуле:

м/с

Определим по формуле [1] табл. 3.8 на основе выбранного материала колеса(БрА9ЖЗЛ) из таблицы 3.7[1] и соответствующей термической обработки, для улучшенного червяка из стали 40ХН:

Н/мм²

Полученное значение межосевого расстояния a_w округляют в большую сторону до стандартного числа из ряда Ra20 = 140 мм.

Число витков червяка z­₃ выбирают в зависимости от передаточного числа червячной передачи:

Число зубьев червячного колеса: z₄ = z­₃ х u = 4 х 11,52 = 46,08

Полученное значение z₄ округляем в меньшую сторону до целого числа = 46.

Определяем модуль зацепления т, мм:

т = (1,5 1,7)мм.

Значение модуля т округляем в большую сторону до стандартного = 5.

Коэффициент диаметра червяка равен:

q=

Минимально допустимое значение q из условия жесткости червяка:

q­­_min=

Полученное значение q округляют до стандартного из ряда чисел - 10.

Определение фактического передаточного числа Uф и проверка его отклонения ÄU от заданного:

Определение фактического значения межосевого расстояния при стандартных значениях т и q:

a_w = 0,5 m(q + z₂) = 0,5∙5(10 + 46) = 140 мм.

Основные размеры червяка:

Делительный диаметр: d₃ = qm = 10x5 = 50 мм.

Диаметр вершин витков: d_a3 = d₃+2m = 50+2х5 = 60 мм.

Диаметр впадин витков: d_f3 = d₃ -2,4m = 50-2,4х5 = 38 мм.

Делительный угол подъёма линий витков: ã = arctg(z₃/q) = arctg(4/10) = 21,8014°۫

Длина нарезаемой части червяка: b₃≥(12,5+0,09z₄)m=(12,5+0,09х46)5 = 83,2 мм.

Полученное значение округлим в большую сторону до стандартного числа из ряда Ra40 =85 мм.

Основные размеры венца червячного колеса:

Делительный диаметр: d₄ = z₄m = 46x5 = 230 мм.

Диаметр вершин зубьев: d_a4 = d₄+2m = 230+2х5 = 240 мм.

Диаметр впадин зубьев: d_f4= d₄ -2,4m = 280-2,4х10 = 218 мм.

Ширина венца: b₄≤0,75d_a3= 0,75х50 = 37,5 = 36 мм.

Наибольший диаметр колеса: d_am4 ≤d_а4+(6m/(z₃+2)) = 240+(6x5/(4+2))= 245 мм.

Радиусы закруглений зубьев: R_a = 0,5d₃-m = 0,5x50-5 = 20 мм.

R_f = 0,5d₃+1,2m = 0,5x50+1,2x5 = 31 мм.

Определим КПД червячной передачи:

где, - делительный угол подъёма линии витков червяка;

- угол трения.

Определяется в зависимости от фактической скорости скольжения:

м/с

Проверим контактные напряжения зубьев колеса , Н/мм²:

где, F_t4 = 2T₄/d₄ = 2∙295,6/0,23 = 2570,4 – окружная сила на колесе, Н;

К - коэффициент нагрузки. Принимается в зависимости от окружной скорости колеса м/с; при скорости 1,2 м/с, К=1.

- уточняется по фактической скорости скольжения:

Н/мм²

Проверим отклонение полученного напряжения от допустимого:

%

Контактное напряжение меньше допустимого на 4,77%, а разрешено не менее чем на 15%, по этому расчёт выполнен правильно.

Проверим напряжения изгиба зубьев шестерни колеса ä_F, Н/мм²:

Y_F4 - коэффициент формы зуба колеса. Определяется в зависимости от

эквивалентного числа зубьев колеса z_v4= z₄/cos³у = 46/ cos³ 21,8014 = 57,47.

- допускаемое напряжение на изгиб определяется как:

МПа