6.2. Проектировочный расчет передачи

Межосевое расстояние (мм)

где = 610 для эвольвентных, архиме­довых иконволютных червяков; = 530 для нелинейчатых червяков; — коэффициент концентрации нагрузки: при постоянном

режиме

нагружения = 1; при

переменном

Начальный коэффициент кон­центрации нагрузки находят по графику

(рис. 2.12), для этого определяют число витков червяка в зависимости от передаточного числа:

и.................................. свыше 8 свыше 14 свыше 30

до 14 до 30

................................. 4 2 1

Полученное расчетом межосевое расстояние округляют в большую сторону. Для стандартной червячной пары — до стандартного числа из ряда (мм): 80,100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280; для нестандартной - до числа в табл. 24.1.

Основные геометрические параметры червячной передачи.

Число зубьев колеса

Предварительные значения:

модуля передачи

коэффициента диаметра червяка

В формулу для q подставляют ближайшее к расчетному стандартное значе­ние то:

т, мм.........2,5; 3,15; 4; 5 6,3; 8; 10; 12,5 16

q.................8; 10; 12,5; 16; 20 8; 10; 12,5; 14; 16; 20 8; 10; 12,5; 16

Полученное значение q округляют до ближайшего стандартного. Минималь­но допустимое значение q из условия жесткости червяка .

Коэффициент смещения

Значения коэффициента х смещения инструмента выбирают по условию не­подрезания и незаострения зубьев. Предпочтительны положительные смещения, при которых одновременно повышается прочность зубьев колеса.

Рекомендуют для передач с червяком:

эвольвентным 0 ≤ х ≤ 1 (предпочтительно х = 0,5);

образованным тором 1 ≤ х ≤ 1,4 (предпочтительно х = 1,1... 1,2).

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре = arctg ;

на начальном цилиндре = arctg .

Фактическое передаточное число . Полученное значение не дол­жно отличаться от заданного более чем на: 5 % — для одноступенчатых и 8 % — для двухступенчатых редукторов.

Размеры червяка и колеса (рис. 2.13).

Диаметр делительный червяка

диаметр вершин витков

диаметр впадин

Длина нарезанной части червяка при коэффициенте смещения х ≤ О

При положительном коэффициенте смещения (x > 0) червяк должен быть несколько короче. В этом случае размер вычисленный по формуле (2.4), уменьшают на величину (70 + 60x)m/z₂. Во всех случаях значение затем ок­ругляют в ближайшую сторону до чис­ла из табл. 24.1.

Для фрезеруемых и шлифуемых червяков полученную расчетом длину увеличивают: при то < 10 мм - на 25 мм; при то = 10... 16 мм — на 35 ... 40 мм.

Диаметр делительный колеса

диаметр вершин зубьев

диаметр впадин

диаметр колеса наибольший

где k = 2 для передач с эвольвентным червяком; k = 4 для передач, нелинейча­тую поверхность которых образуют тором.

Ширина венца где при = 1 и 2; = 0,315 при = 4.

6.3 Проверочный расчет передачи на прочность.

Определяют скорость сколь­жения в зацеплении

Здесь — окружная скорость на начальном диаметре червяка, м/с; = , мин^-1; m — в мм; — начальный угол подъема витка.

По полученному значению уточняют допускаемое напряжение .

Вычисляют расчетное напряжение

где = 5350 для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков, = 4340 для передач с нелинейчатыми червяками (образованными конусом или тором); К= — коэффициент нагрузки.

Окружная скорость червячного колеса, м/с:

При обычной точности изготовления и выполнении условия жесткости чер­вяка принимают: = 1 при ≤ 3 м/с. При ≥ 3 м/с значение принима­ют равным коэффициенту (табл. 2.6) для цилиндрических косозубых передач с твердостью рабочих поверхностей зубьев ≤ 350 НВ той же степени точ­ности.

Коэффициент концентрации нагрузки: где — коэффициент деформации червяка (табл. 2.16); X — коэффициент, учитываю­щий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка

Таблица 6.3

	Значения при коэффициенте q диаметра червяка
	8	10	12,5	14	16	20
1	72	108	154	176	225	248
2	57	86	121	140	171	197
4	47	70	98	122	137	157

При задании режима нагружения циклограммой моментов (см. рис. 2.2) ко­эффициент X вычисляют по формуле

где — вращающие моменты на валу червячного колеса на каждой из ступеней нагружения и соответствующие им частоты вращения и продолжитель­ность действия; — максимальный из длительно действующих (номи­нальный) вращающий момент.

Значения X для типовых режимов нагружения и случаев, когда частота вра­щения вала червячного колеса не меняется с изменением нагрузки, принимают по табл. 2.17.

Таблица6.4

Типовой режим	0	I	II	III	IV	V
X	1,0	0,77	0,5	0,5	0,38	0,31

Коэффициент полезного действия червячной передачи

где — угол подъема линии витка на начальном цилиндре; — приведенный угол трения, определяемый экспериментально с учетом относительных потерь мощности в зацеплении, в опорах и на перемешивание масла. Значение угла трения между стальным червяком и колесом из бронзы (латуни, чугуна) прини­мают в зависимости от скорости скольжения :

0,5 3°10'3°40'

1,0 2°30' 3°10'

1,5 2°20' 2°50'

2,0 2°00' 2°30'

2,5 1°40' 2°20'

3,0 1°30' 2°00'

4,0 1°20' 1°40'

7,0 1°00' 1°30'

10 0°55' 1°20'

15 0°50' 1°10'

,

м/с

Меньшее значение — для оловянной бронзы, большее — для безоловянной бронзы, латуни и чугуна.

Силы в зацеплении

Окружная сила на колесе, равная

осевой силе на червяке:

Окружная сила на червяке, равная осевой

силе на колесе:

Радиальная сила

Для стандартного угла α = 20°

Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба. Расчетное напряжение изгиба

где К — коэффициент нагрузки, значение которого вычислено в п. 6; — коэф­фициент формы зуба колеса, который выбирают в зависимости от

.............. 20 24 26 28 30 32 35 37 40 45

Y_F2............. 1,98 1,88 1,85 1,80 1,76 1,71 1,64 1,61 1,55 1,48

z_v2............... 50 60 80 100 150 300

Y_F2............ 1,45 1,40 1,34 1,30 1,27 1,24

Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при дей­ствии пиковой нагрузки. Проверка зубьев колеса на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента Действие пиковых нагрузок оценивают коэффициентом перегрузки , где — макси­мальный из длительно действующих (номинальный) момент (см. рис. 2.2).

Проверка на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента:

Проверка зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба при действии пикового момента:

Допускаемые напряжения и принимают по п. 2.3.