 |
Определение числа заходов червяка и чисел зубьев червячного колеса
|
|
|
|
В силовых червячных передачах число заходов червяка назначают в пределах Z1= 1, 2, 4, а число зубьев червячного колеса должно быть в пределах Z2 = 27…80. Параметры Z1 и Z2 можно принимать по данным таблицы (табл. 19).
Таблица 19
Рекомендуемые значения Z1 и Z2 для нестандартных
червячных передач
| Передаточное число, U | Число заходов червяка, Z1 | Число зубьев червячного колеса, Z2 |
| 7…8 | 28…32 | |
| 9…13 | 3…4 | 27…52 |
| 14…24 | 2…3 | 28…72 |
| 25…27 | 2…3 | 50…81 |
| 28…40 | 1…2 | 28…80 |
| 40 и более | 40 и более |
Расчет межосевого расстояния
В червячных передачах на контактную прочность и изгиб рассчитываются зубья червячного колеса, как имеющие меньшую поверхностную и общую прочность. Расчет на контактную прочность должен обеспечить не столько отсутствие усталостного разрушения (выкрашивания) рабочей поверхности зубьев колеса, сколько отсутствие заедания, приводящего к задиру рабочих поверхностей.
, мм; (5.9)
где Z2 – число зубьев червячного колеса; q – коэффициент диаметра червяка (табл.); К – коэффициент нагрузки, при симметричном расположении колес и червяка К =1,3; при несимметричном или консольном – К =1,5; М2 – крутящий момент на червячном колесе, Нмм; [σ]Н – допускаемые контактные напряжения для материала червячного колеса, МПа.
Предварительно задаются величиной коэффициента диаметра червяка q из ряда 8, 10, 12,5 (обычно принимают q = 10).
Расчет стандартного модуля и проверка условия сборки
Стандартный осевой модуль равен:
, мм; (5.10)
Полученное значение модуля округляют до ближайшего стандартного значения (табл. 5).
По принятым стандартным значениям m и q уточняют межосевое расстояние (условие сборки):
, мм. (5.11)
Полученное значение межосевого расстояние должно точно соответствовать стандарту. При невозможности получить стандартное межосевое расстояние необходимо изменить совокупность стандартных параметров, ориентируясь на данные, приведенные в табл. 20, или выполнить коррегирование червячного колеса.
|
|
|
Таблица 20
Основные параметры некоррегиованных цилиндрических червячных передач
| aw | m(мм); q; z2; z1 | ||||||
| 1; 16; 64; 1 | 2; 10; 30; 1 | ||||||
| 1,25; 16; 64; 1 | 2; 12; 38; 1 | 2; 12; 38; 2 | 2; 12; 38; 4 | 2,5; 10; 30; 1 | |||
| 1,5; 16; 68; 1 | 3; 10; 32; 1 | 3; 10; 32; 2 | 3; 10; 32; 4 | 4; 9; 31; 1 | 4; 9; 32; 2 | 4; 9; 32; 4 | |
| 2; 16; 64; 1 | 2,5; 12; 52; 1 | 2,5; 12; 52; 2 | 2,5; 12; 52; 4 | ||||
| 2,5; 16; 64; 1 | 4; 10; 40; 1 | 4; 10; 40; 2 | 4; 10; 40; 4 | 5; 9; 31; 1 | 5; 9; 31; 2 | 5; 9; 31; 4 | |
| 3,5; 12; 68; 1 | 5; 10; 46; 1 | 5; 10; 46; 2 | 5; 10; 46; 4 | 7; 9; 31; 1 | 7; 9; 31; 2 | 7; 9; 31; 4 | |
| 4; 12; 68; 1 | 5; 10; 54; 1 | 5; 10; 54; 2 | 5; 10; 54; 4 | 8; 8; 32; 1 | 8; 8; 32; 2 | 8; 8; 32; 4 | |
| 4; 14; 76; 1 | 4,5; 12; 68; 1 | 6; 10; 50; 1 | 6; 10; 50; 2 | 6; 10; 50; 4 | 9; 9; 32; 1 | 9; 8; 32; 2 | |
| 5; 12; 68; 1 | 10; 8; 32; 1 | 10; 8; 32; 2 | 10; 8; 32; 4 | ||||
| 4,5; 16; 84; 1 | 6; 12; 63; 1 | 9; 8; 42; 1 | 9; 8; 42; 2 | 9; 8; 42; 4 | |||
| 5; 16; 84; 1 | 10; 8; 42; 1 | 10; 8; 42; 2 | 10; 8; 42; 4 | ||||
| 7; 12; 68; 1 | 8; 12; 58; 1 | 8; 12; 58; 2 | 8; 12; 58; 4 | 10; 10; 46; 1 | 10; 10; 46; 2 | 10; 10; 46; 4 | |
| 14; 8; 32; 1 | 14; 8; 32; 2 | 14; 8; 32; 4 | |||||
| 7; 12; 78; 1 | |||||||
| 10; 12; 68; 1 | 16; 8; 42; 1 | 16; 8; 42; 2 | 16; 8; 42; 4 | ||||
| 10; 12; 78; 1 | 12; 10; 65; 1 | 18; 8; 42; 1 | 18; 8; 42; 2 | 18; 8; 42; 4 |
Определение скорости скольжения и действительных контактных напряжений
Действительная скорость скольжения определяется по формуле:
, м/с. (5.12)
Необходимо иметь в виду, что изменение скорости скольжения приводит к изменению допустимых контактных напряжений.
Действительные контактные напряжения равны:
, МПа; (5.13)
где aw - стандартное межосевое расстояние, мм; М2 – крутящий момент на колесе, Нмм.
Отклонение от допустимого значения контактных напряжений, скорректированные относительно действительной скорости скольжения, не должны превышать +5% -15%. В противном случае необходимо скорректировать величину стандартного межосевого расстояния.
|
|
|
Геометрические размеры червяка и червячного колеса
Геометрические размеры червячной передачи можно принимать по данным табл. 21.
Таблица 21
Геометрические размеры червячной передачи
| Размеры червяка, мм | Размеры червячного колеса, мм |
| d1 = mq | d2 = mz1 |
| dw1 = mq | dw2 = mz2 |
| da1 = m(q+2) | da2 = m(z2+2) |
Продолжение табл. 21
| da1 = m(q+2) | df2 = m(z2+2) |
| df1 = m(q-2,4) | df2 = m(z2+2,4) |
| b1 = (табл.) | dam2,b2 (табл.) |
Таблица 22
Длина нарезной части червяка b1, ширина венца b2 и наибольший диаметр червячного колеса dam2, мм
| Коэффициент смещения, ξ | Число заходов червяка, Z1 | ||
| Z1=1 | Z2=2 | Z3=4 | |
| + 0,5 | b1≥(11+0,10Z2)m | b1≥(12,5+0,1Z2)m | |
| b1≥(11+0,06Z2)m | b1≥(9,5+0,09Z2)m | ||
| – 0,5 | b1≥(8+0,06Z2)m | b1≥(10,5+Z1)m | |
| daw2 | ≤de2+2m | ≤de2+1,5m | ≤ de2+m |
| b1 | ≤0,75da1 | ≤0,67da1 |
Проверка напряжений изгиба
Окружная сила в зацеплении:
, Н; (5.14)
где М2 – крутящий момент на червячном колесе, Нмм.
Удельная окружная динамическая сила:
, Н/мм (5.15)
Расчетные напряжения изгиба зуба червячного колеса:
, МПа (5.16)
где YF – коэффициент формы зуба (табл. 23)
Таблица 23
Значение коэффициента YF, учитывающего форму зуба и концентрацию напряжений в зубе червячного колеса
| Z, (ZV) | ||||||||||||||
| YF | 1,85 | 1,8 | 1,76 | 1,71 | 1,64 | 1,61 | 1,55 | 1,48 | 1,45 | 1,4 | 1,34 | 1,3 | 1,27 | 1,24 |
|
|
|
