Расчет конических передач

1. Определить передаточное отношение  и округлить до стандартного

U = 1,0; (1,12); 1,25; (1,40); 1,60; (1,80); 2,0; (2,24); 2,50; (2,80); 3,15; (3,55); 4,0; (4,50); 5,0; (5,60); 6,30.

2. Выбрать материал колес, назначить термообработку и определить допускаемые напряжения (как для цилиндрических передач).

3. Определить расчетный момент на шестерне, как и для цилиндрических передач

; .

4. Выбрать коэффициент ширины колес , .

5. Из условия контактной прочности определить диаметр основания делительного - конуса шестерни

Полученное значение  округляем до целого числа, обычно в большую, сторону.

6. Определить число зубьев шестерни, колеса и внешний окружной модуль.

Число зубьев шестерни , затем определяем число зубьев колеса  (целое число), по  и  уточняем U . Находим внешний окружной модуль, значение которого согласуют с ГОСТ 9563-80

7. Определяем углы делительных конусов шестерни и колеса

8. Находим внешнее конусное расстояние

9. Определяем ширину венца зуба b, вычисляем среднее конусное расстояние  и уточняем

 должно лежать в пределах .

10. Находим значение нормального модуля на середине ширины венца

11. Находим основные геометрические размеры шестерни и колеса

                        

                       

        

     

12. Силы, действующие в зацеплении

; Н

; Н

13. Окружная скорость

4.3. Расчет червячных передач

Расчет червячной передачи рекомендуется выполнять в следующем порядке.

1. Определить передаточное отношение

Полученное значение округлить до стандарта:

U = 8; (9); 10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18); 20; (22,4); 25; (28); 31,5; (35,5); 40; (45); 50.

2. Выбрать число заходов червяка  и число зубьев колеса

Число заходов червяка  выбирают в зависимости от передаточного отношения так, чтобы обеспечить .

В силовых передачах приникают , но назначения  без крайней необходимости не рекомендуется, т.к. это приводит к снижению КПД  не стандартизировано. Значения  и  при заданном U можно назначать по табл.4.

Таблица 4 Значения передаточных отношений и числа зубьев червячных передач
U	Z 1	Z 2
7 ... 8	4	28 ... 32
9 ... 13	3 ... 4	27 ... 52
14 ... 24	2 ... 3	28 ... 72
25 ... 27	2 ... 3	50 ... 81
38 ... 35	1 ... 2	28 ... 70
36 и более	1	36 и более

 

3. Выбрать материалы червяка и червячного колеса в зависимости от условий работы и дополнительных требований.

Для червяка назначают среднеуглеродистые конструкционные стали 45, 50 и легированные стали различных марок ( 40Х, 40ХН и др.) с поверхностной или объемной закалкой до , а также низкоуглеродистые стали, подвергающиеся цементации и имеющие после закалки  при этом червяки шлифуют или полируют.

Материал зубчатого венца червячных колес выбирают в зависимости от скорости скольжения и длительности работы передачи. При высоких скоростях скольжения (5 ... 25 м/с) и длительной работе без перерыва применяют бронзу ОФ10-1, ОНФ и СУРН-2,5. При средних скоростях скольжения до 6 м/с применяют бронзы AЖ-4, при этом червяк должен иметь твердость не ниже , при малых скоростях (до 2 м/с) и больших диаметрах колес можно использовать чугун СЧ15, СЧ18, СЧ21. Поэтому на данном этапе при выборе материала задаются скоростью скольжения, а после ее определения уточняют правильность выбранного материала.

4. Определить общее число циклов нагружения зубьев колеса

где  угловая скорость (рад/с);  частота вращения 1/мин;  срок службы (можно принимать 5000 часов).

Коэффициент режима нагрузки

;

При числе циклов, превышающем 25∙10⁷ в формулу подставить , следовательно значение рассматриваемого коэффициента .

 

Таблица 5 КПД червячных передач
	1	2	3	4
	0,7…0,75	0,75…0,82	0,82…0,87	0,87…0,92

 

5. Определить по формулам допускаемые контактные и изгибающие напряжения

;

 и

6. Определить номинальный момент на червяке

; Нм

предварительно задаться величиной КПД передачи  и определить момент на червячном колесе

7. Задаться предварительно коэффициентом диаметра червяка:

 и расчетным коэффициентом нагрузки

8. Из условия контактной прочности определить межосевое расстояние

Полученное значение  следует округлить до стандартного значения.

9. Определить осевой модуль  и округлить его до стандартного значения , уточнить межосевое расстояние .

10. Провести геометрический расчет передачи

         

 

11. Определить окружные скорости червяка  и колеса

, .

Скорость скольжения в червячной передаче определяют по формуле

,

12. Силы в зацеплении:

Окружная сила на колесе равна осевой силе на червяке

Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе

Радиальная сила на червяке равна радиальной силе на колесе

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Цехнович Л.И. Атлас конструкции редукторов: Учебное пособие .- 2-е узд., перераб. и доп. –К.: Высшая школа, 1990-151 с.

2. Детали машин: Атлас конструкций: Учеб. Пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. В 2 частях. Под общей ред. д-ра техн наук проф. Д.Н. Решетова – 5-е изд., переработ и доп. – М.: Машиностроение, 1992 – 296 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т., - М.: Машиностроение - 2015.

4. Курсовое проектирование деталей машин.: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. / Под общей ре. В.Н. Кудрявцева. – Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1983 – 400 с.