2 семестр / Расчеты - Шпонка, передачи, валы - Станкин - 2002 / расчет червячной передачи

Расчет червячной передачи.

Дано:

u = 8.5

z₁ = 4

z₂ = 34

P = 4.04 кВт

n₁ = 848.21

n₂ = 99.78 мин^-1

T = 45.49 Н*м

1. Выбор материалов.

Червячное колесо должно обладать противозадирающими и антифрикционными свойствами, поэтому выбираем оловянную бронзу БрОНФ для изготовления венца червячного колеса (способ отливки - центробежный) с

пределом прочности при растяжении σ_в = 290 МПа

пределом текучести σ_т = 170 МПа

Максимальное напряжение, при котором передача работает неограниченно долго:

контактное [σ_H0] = 290 МПа при базовом числе циклов нагружения N_H0=10⁷

изгибающее [σ_F0] = 66 МПа при N_F0 = 10⁶

Материал червяка: сталь 40Х с объемной закалкой до твердости 50…55 HRC.

Т.к. материал червячного колеса менее прочный, расчеты ведем по колесу.

Определяем допускаемые напряжения:

1. Контактное

[σ_H] = [σ_H0]*K_HL

N_HE = 60*t_ч*n₂ = 60*10⁴*99.78 = 59.87*10⁶

- коэффициент долговечности

[σ_H]=290*0.8=232 МПа

2. Изгибающее напряжение

[σ_F] = [σ_F0]*K_FL

N_FE = N_HE = 59.87*10⁶

- коэффициент долговечности

[σ_F]=66*0.63=41.58 МПа

2. Проектировочный расчет.

1. Определение диаметра червячного колеса

вращающий момент на валу червячного колеса

q = (0.212…0.25) * z₂ = 0.231*34 = 7.85

q = 8

γ – угол подъема винтовой линии

γ = arctg (z₁/q) = arctg (4/8) = 26.57°

2. Определяем модуль

m = d₂ / z₂ = 176,14/34=5.18

округляем по стандартному ряду m = 6

3. Расчет геометрии передачи

1. Межосевое расстояние

2. Диаметры червяка

а) делительный

d₁ = q*m= 8*6=48 мм

б) окружности витков

d_a1 = d₁ +2*m = 48+2*6=60 мм

в) впадин

d_f1 = d₁-2.4*m = 48-2.4*6=33.6 мм

3. Длина нарез. части червяка

b₁ = (12.5+0.09*z₂)*m+25= 118.36 мм

4. Диаметры червячного колеса

а) делительный

d₂ = m*z₂ = 6*34=204 мм

б) вершин зубьев

d_a2 = d₂+2*m=204+2*6=216 мм

в) впадин зубьев

d_f2 = d_a2 -2.4*m= 204-2.4*6=189.6 мм

г) наибольший

d_am2 = d_a2 +m = 216+6=222 мм

5. Ширина венца червячного колеса

b₂ = 0.67* d_a1 = 0.67*60=40.2 мм

6. Радиусы закруглений зубьев

R_a2 = 0.5* d₁ –m = 0.5*48-6=18

R_f2 = 0.5* d₁ +1.2*m = 31.2

7. Условный угол обхвата червяка венцом колеса 2δ

sin δ = b₂/( d_a1-0.5*m)= 0.7 => δ=44.9°

2 δ = 89.8°

№	параметр	обознач.	Червяк	черв. колесо
1	Межосевое расстояние	aω	126
2	Диаметр делительный	d	48	204
3	Диаметр окружности витков	da1	60	—
4	Диаметр впадин	df1	33,6	—
5	Длина нарезной части червяка	b1	118,36	—
6	Диаметр вершин зубьев	da2	—	216
7	Диаметр впадин зубьев	df2	—	189,6
8	Наибольший диаметр	dam2	—	222
9	Ширина венца червячного колеса	b2	—	40,2
10	Радиус закругления зубьев	Ra2	—	18
		Rf2	—	31,2
11	Условный угол обхвата червяка	2δ	89,8°

4. Расчет скоростей в зацеплении

1. Окружная скорость червяка

2. Окружная скорость червячного колеса

3. Скорость скольжения

5. Расчет сил в зацеплении

1. Окружная сила на колесе равна, но противоположна осевой силе на червяке

2. Окружная сила на червяке равна, но противоположна по направлению осевой силе на колесе

3. Радиальные силы равны, но противоположны

F_r2 = F_r1 = F_t2*tg α = 3375.69 * tg 20°= 1228.65 Н

6. Проверочный расчет

1. Проверка на сопротивление усталости по контактным напряжениям

z_m – коэффициент, учитывающий механические свойства материала

z_m = 150 МПа^1/2

z_H – коэффициент, учитывающий форму рабочих поверхностей

K_HV – коэффициент динамической нагрузки

т.к. v₂ = 1.07 < 1.5 => K_HV=1

K_δ – коэффициент, учитывающий условный угол обхвата червяка колесом и угол подъема линии витков червяка

K_Hβ = 1

2. Проверка на сопротивление усталости по изгибу

K_Fβ = 1

K_FV = K_HV = 1

Y_F – выбирается по эквивалентному числу зубьев

=> Y_F = 1.2

Документ скачан с сайта http://www.sscdimon.nm.ru/obuch

Официальным раздаточным материалом не является.

Если у Вас есть свой материал, намыльте его сюда: [e-mail]