РАСЧЕТ Закрытой червячной передачи

1. Выбор материала червячной пары

Червяки изготавливают из среднеуглеродистой (например, сталь 40,45,50) или легированной (например, 40Х, 40ХН) стали с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45…53 HRC и последующей шлифовкой, и полировкой рабочих поверхностей.

При выборе материала колеса предварительно определяем ожидаемую скорость скольжения по эмпирической формуле.

,

где - угловая скорость на валу червячного колеса, рад/с;

- передаточное число червячной передачи, ;

- вращающий момент на валу червячного колеса, ;

м/с.

Т.к ≥ 6 м/с, то выбираем материал БрО10Ф1 по таблице 7.3[1].

2. Определение допускаемых напряжений

Для червячных колес, зубчатый венец которых выполнен из оловянистых бронз (БрО10Ф1) контактное напряжение определяется по формуле:

,

где - предел прочности бронзы при растяжении( таблица 7.3[1]),МПа.

МПа,

- коэффициент долговечности,

,

Где - базовое число циклов нагружения зубьев червячной передачи;

- эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса, где

- частота вращения вала колеса, об/мин.

- время работы передачи за расчетный срок службы, возьмем из расчетов зубчатой передачи,

.

Если > , то принимаем и соответственно .

МПа.

Допускаемые изгибные напряжения для червячных колес, зубчатые венцы которых выполнены из бронзы:

При нереверсивной передаче

,

где - предел текучести бронзы (таблица 7.3 [1]), МПа;

- коэффициент долговечности при расчете зубчатых колес на изгиб.

, здесь

;

, т.к мы рассчитывали выше, то для > принимаем ;

МПа

3. Расчет червячной передачи

3.1 Межосевое расстояние, мм

,

где - число зубьев червячного колеса;

- число заходов червяка, принимается по передаточному числу (при );

- коэффициент диаметра червяка, и округляется до стандартного значения

;

;

мм.

3.2 Модуль зацепления, мм

,

. По таблице 7.1[1] принимаем

3.3 Фактическое межосевое расстояние, мм

,

мм. Выбираем стандартное из таблицы 7.1[1]

3.4 Делительный диаметр червяка, мм

,

мм.

3.5 Диаметр вершин витков, мм

,

мм.

3.6 Диаметр впадин витков, мм

,

мм.

3.7 Угол подъема линии витка червяка,

,

3.8 Окружная скорость червяка, м/с

,

Где - угловая скорость червяка, рад/с;

м/с.

3.9 Длина нарезной части червяка, мм

При ,

мм.

3.10 Диаметр делительной окружности колеса, мм

,

мм.

3.11 Диаметр вершин зубьев колеса, мм

Без смещения инструмента

,

мм.

3.12 Диаметр впадин зубьев колеса, мм

Без смещения инструмента

,

мм

3.13 Наибольший диаметр колеса, мм

,

мм.

3.14 Окружная скорость червячного колеса, м/с

,

м/с

3.15 Ширина зубчатого венца червячного колеса, мм

При ,

мм.

3.16 Скорость скольжения, м/с

,

м/с

По полученному значению скорости скольжения назначают степень точности передачи:

Степень точности 7.

3.17 КПД червячной передачи

,

где - приведенный угол трения ( таблица 7.2 [1]),

3.18 Уточненный крутящий момент на валу червяка,

,

3.19 Окружная сила на червяке (осевая на колесе), Н

,

Н.

3.20 Окружная сила на колесе (осевая на червяке), Н

,

Н.

3.21 Радиальная сила на червяке(колесе), Н

Н

3.22 Расчетные контактные напряжения

,

Где , для практических расчетов берем

МПа,

,

где - коэффициент формы зуба; определяется по таблице 7.4[1] в зависимости от эквивалентного числа зубьев , вычисляемого по формуле .

;

МПа;

3.23 Температура масла в редукторе

,

где - температура окружающего воздуха , ;

- мощность на червяке, Вт, кВт

- КПД передачи (уточненное значение), ;

;

- площадь поверхности охлаждения корпуса (площадь днища редуктора не учитывается), ;

≥ , .

Используем искусственное охлаждение обдувом корпуса воздухом с помощью вентилятора, в этом случае