Расчет зубчатых и червячных передач в курсовом проектировании (стр. 5 из 6)
Основные параметры конической передачи
| Наименование параметра | Обозначение и величина |
| Вращающий момент на колесе, Н·м Угловые скорости валов, рад/с Внешние делительные диаметры, мм шестерни, колеса. Внешнее конусное расстояние, мм Внешний окружной модуль, мм. Средний окружной модуль, мм. Угол делительного конуса, град шестерни, колеса. Ширина зубчатого венца, мм. Число зубьев шестерни колеса. Внешний диаметр вершин зубьев колеса, мм шестерни,мм Степень точности Силы в зацеплении, Н | Т2 ω1= ω2= de1= de2= Re= me= m= δ1= δ2= b= z1= z2= dae2= dae1= Ft= Fr1= Fa2= Fr2= Fa1= |
6. Последовательность проектного расчета червячных
передач
6.1. Выбор материалов червяка и зубчатого венца колеса. Определение допускаемых напряжений
Для червяков принимают те же марки сталей, что и для зубчатых колес (см. табл. 1). Улучшенные червяки (<350HB) применяют для передач мощностью до 1 кВт при малой длительности работы.
Для длительно работающих передач большей мощности применяют червяки с твердостью >45HRC с шлифованной или полированной поверхностью витков.
Выбор материала для зубчатого венца колеса (см. табл.14) связан со скоростью скольжения, которую ориентировочно можно определить по формуле:
,где n1 – частота вращения червяка, мин-1; Т2 – момент на валу червячного колеса, Н·м.
Коэффициент Сυ учитывает интенсивность изнашивания материала, зависит от скорости скольжения:
vs, м/с 4 5 6 7 8
Сυ 1,0 0,95 0,88 0,83 0,9
Допускаемые напряжения на изгиб
[σ]F=(0,25 σT+0,08 σB)KFL для 1 и П групп;
[σ]F=0,22 σВИKFL для Ш группы.
Предельно допускаемые напряжения при кратковременных перегрузках:
[σ]Нпр=4σT; [σ]Fпр=0,8σT - для 1 группы;
[σ]Нпр=2σT; [σ]Fпр=0,8σT - для П группы;
[σ]Нпр=1,65σВИ; [σ]Fпр=0,75σВИ - для Ш группы.
KНL- коэффициент долговечности при расчете на контактную прочность:
KFL- коэффициент долговечности при расчете на изгиб:
Здесь NHE и NFE – число циклов нагружения зубьев колеса за весь срок службы передачи, определяются по формулам (3) или (4), но при определении NHE в формуле (4) m=4, при определении NFE m=9.
Значения KНL, принимаемые к расчету, могут быть в пределах
Таблица 14
Материалы и допускаемые контактные напряжения для венцов червячных колес
| Группа | Материал | Способ отливки | σВ, МПа | σТ, МПа | [σ]Н, МПа |
| 1 | Бр 010Н1Ф1 υs, <25м/с | Ц | 285 | 165 | Сυ0,9 σВКHL |
| Бр 010Ф1 υs, <12м/с | К З | 275 230 | 200 140 | ||
| Бр 05Ц5С5 υs, <8м/с | К З | 200 145 | 90 80 | Сυ0,9 σВКHL (Сυ0,9 σВКHL)* | |
| П | Бр А10Ж4Н υs, <5м/с | Ц К | 700 650 | 460 430 | 300-25 υs, (300-25 υs)* |
| Бр А10ЖЗМц1,5 υs, <5м/с | К З | 550 450 | 360 300 | ||
| Бр А9Ж4 υs, <5м/с | Ц К З | 530 500 425 | 245 230 195 | ||
| Л66А6ЖЗМц2 υs, <4м/с | Ц К З | 500 450 400 | 330 290 260 | 275-25 υs, (250-25 υs)* | |
| Ш | СЧ 18 СЧ 15 υs, <2м/с | σВИ=355 σВИ=315 | 200-35 υs, (175-35 υs)* | ||
Способы отливки: К – в кокиль, Ц – центробежный, З – в землю (единичное производство).
* Для закаленных ТВЧ червяков с шлифованными витками.
0,67< KНL-<1,15, значения KFL в пределах 0,543< KFL-<1.
Для реверсивных передач значение [σ]F уменьшают на 20%.
6.2. Определение межосевого расстояния
, мм,где Т2 – момент на валу червячного колеса, Н·мм.
По ГОСТ 2144-76 выбирают ближайшее значение аw из ряда, мм: 80, 100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315…
6.3. Назначение числа заходов червяка в зависимости от
передаточного отношения
i 3…14 15…30 30
z1 4 2 1
и определение числа зубьев червячного колеса z2= z1·i.
6.4. Определение значений модуля m=(1,4…1,7)aw/z2
и коэффициента диаметра червяка q=(2aw/m)-z2
По ГОСТ 2144-76 окончательно принимают значения m и q из рядов:
| m, мм q | 2,5; 3,15; 4; 5 8; 10; 12,5; 16; 20 | 6,3; 8; 10; 12,5 8; 10; 12,5; 14; 16; 20 | 16 8; 10; 12,5; 16 |
При этом из условия жесткости червяка должно выполняться условие
q> 0,212z2.
6.5. Определение коэффициента смещения инструмента
x=(aw/m) –0,5(z2+q),
при этом должно выполняться условие
-1<x<1.
6.6. Определение фактического передаточного отношения
i=u=z2/z1.
При этом отклонение не должно превышать +4% от ранее принятого.
6.7. Определение основных параметров червячной передачи
делительный диаметр червяка d1=mq;
делительный диаметр червячного колеса d2=mz2;
начальный диаметр червяка dw1=m(q+2x);
диаметр вершин витков червяка dа1= d1+2m;
диаметр впадин витков червяка df1= d1-2,4m;
длина нарезной части червяка: при z1=1; 2 b1>(11+0,06 z2)m;
при z1=4 b1>(12,5+0,09 z2)m;
угол подъема витков червяка γ=arctg(z1/q);
диаметр вершин зубьев колеса dа2=m(z2+2+2x);
диаметр колеса наибольший dам2< dа2+6m(z1+2);
диаметр впадин зубьев колеса df2=m(z2-2,4+2x);
ширина зубчатого венца колеса при z1=1; 2 b2=0,335аw;
при z1=4 b2=0,315аw;
6.8. Определение окружных скоростей на червяке и колесе υ1=0,5ω1d1·10-3, м/с; υ2=0,5ω2d2·10-3, м/с и скорости скольжения
vs= v1/cosγ
Если скорость скольжения отличается от ранее принятой, необходимо уточнить значение допускаемого напряжения для материала колеса.