- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Isbn 5-7723-0681-2 Севмашвтуз, 2011 г.
- •1. Общие сведения о червячных передачах
- •1.1 Описание червячных передач
- •1.2 Критерии работоспособности червячных передач
- •1.3 Материалы червячных передач
- •1.4 Виды червячных передач
- •1.5 Степень точности червячных передач
- •1.6 Типы червячных редукторов
- •2. Проектирование червяной передачи
- •2.2.3 Выбор материала червяка
- •2.3 Допускаемые напряжения
- •2.4 Основные параметры передачи
- •2.6 Скорость скольжения и кпд передачи
- •2.8 Проверочный расчет передачи на контактную прочность
- •2.9 Проверочный расчет передачи на изгибную прочность
- •2.10 Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки
- •2.11 Тепловой расчет
- •2.12 Проверка жесткости червяка
- •3 Конструирование червячного редуктора
- •3.1 Эскизный проект червячного редуктора
- •3.2 Конструкции червяков
- •3.3 Конструкции червячных колес
- •3.3 Конструкции червячных редукторов
- •4 Смазывание червячных редукторов
- •4.1 Смазывание червячных передач
- •4.2 Смазывание подшипников
- •5. Пример выполнения расчетов при проектировании червячной передачи
- •5.2.3 Выбор типа червяка
- •5.3 Допускаемые напряжения
- •5.4 Проектировочный расчет
- •5.4.1 Основные параметры передачи
- •5.4.3 Скорость скольжения и кпд передачи
- •6 Пример проектирования червяка и червячного колеса
- •6.1 Последовательность проектирования червяка
- •6.2 Последовательность проектирования червячного колеса
- •7. Правила выполнения чертежей цилиндрических червяков и червячных колес
- •7.1 Правила выполнения рабочих чертежей червяков
- •7.2 Правила выполнения рабочих чертежей червячных колес
- •Бабкин Александр Иванович Проектирование червячных передач
- •Сдано в производство Подписано в печать
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
2.3 Допускаемые напряжения
2.3.1 Допускаемые контактные напряжения для групп материалов:
I группа. Допускаемые контактные напряжения:
.
Допускаемое напряжение (МПа) при числе циклов перемены напряжений, равном 107:
.
Коэффициент 0,9 – для червяков с твердыми (45HRC) шлифованными и полированными витками, 0,75 – для червяков при твердости 350HB; принимают по табл. 2.1.
Коэффициент долговечности:
,
при условии . Здесь– эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи. Если, то принимают.
Суммарное число циклов перемены напряжений:
,(1)
где – время работы передачи, ч.
Значения коэффициента эквивалентности для типовых режимов нагружения (рис. 2.1а) приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Обозначение режима по рис. 2.1а |
Коэффициенты эквивалентности | ||
0 |
Постоянный |
1,0 |
1,0 |
I |
Тяжелый |
0,416 |
0,2 |
II |
Средний равновероятностный |
0,2 |
0,1 |
III |
Средний нормальный |
0,121 |
0,04 |
IV |
Легкий |
0,081 |
0,016 |
V |
Особо легкий |
0,034 |
0,004 |
При задании режима нагружения циклограммой моментов (рис. 2.1б) коэффициент эквивалентности вычисляют по формуле:
,
где , , – вращающий момент на i-той ступени нагружения, соответствующие ему частота вращения вала и продолжительность действия; , – наибольший момент из длительно действующих (номинальный) и соответствующая ему частота вращения.
а |
б |
Рис. 2.1 Типовые режимы нагружения (а) и циклограмма моментов (б) |
Коэффициент учитывает интенсивность изнашивания материала колеса. Его принимают в зависимости от скорости скольжения:
vск, м/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | |
Cv |
1,33 |
1,21 |
1,11 |
1,02 |
0,95 |
0,88 |
0,83 |
0,80 |
или по формуле .
II группа. Допускаемые контактные напряжения:
.
Здесь = 300 МПа для червяков с твердостью на поверхности витковHRC; = 250 МПа для червяков при твердости350HB.
III группа. Допускаемые контактные напряжения:
.
Примечание: Для всех червячных передач (независимо от материала венца колеса) при расположении червяка вне масляной ванны значения нужно уменьшить на 15%.
2.3.2 Допускаемые напряжения изгиба вычисляют для материала зубьев червячного колеса:
.
Коэффициент долговечности:
.
Здесь – эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи. Если, то принимают. Если, то принимают.
Суммарное число циклов перемены напряжений – по формуле (1).
Значение коэффициентов эквивалентности для типовых режимов нагружения (рис. 2.1а) приведены в табл. 2.3.
При задании режима нагружения циклограммой моментов (рис. 2.1б) коэффициент эквивалентности вычисляют по формуле:
.
Исходное допускаемое напряжение изгиба для материалов:
групп I и II ;
группы III ,
где – предел прочности при изгибе, МПа (обычно в 1,5…2,2 раза больше).
Примечание: Если передача работает в реверсивном режиме, то полученное значение нужно уменьшить на 25%.
2.3.3 Предельные допускаемые напряжения при проверке на максимальную статическую или единичную пиковую нагрузку для материалов:
группы I ;;
группы II ;;
группы III ;.