Расчет закрытой червячной передачи

Исходные данные

 

Передаточное отношение

Мощность на валу червяка

Момент на червяке

Число оборотов червяка

Угловая скорость червяка

 

Выбор материала червяка и червячного колеса

 

Для червяка с учетом мощности передачи выбираем [1, c.211] сталь 45 с закалкой до твердости не менее HRC 45 и последующим шлифованием.

Марка материала червячного колеса зависит от скорости скольжения

 

м/с

 

Для венца червячного колеса примем бронзу БрА9Ж3Л, отлитую в кокиль.

 

Предварительный расчет передачи

 

Принимаем допускаемое контактное напряжение [1,табл.5.4]: [σ_н] = 173МПа.

Число витков червяка Z₁ принимаем в зависимости от передаточного числа.

При U = 10 принимаем Z₁ = 4.

Число зубьев червячного колеса Z₂ = Z₁ x U = 4 x 10 = 40.

Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q = 10;

Коэффициент нагрузки К = 1,2;

Определяем межосевое расстояние [1, c.61]

 

                                           (5.1)

 

Вычисляем модуль

 

                                                                        (5.2)

 

Принимаем по ГОСТ2144-76 (таблица 4.1 и 4.2) стандартные значения m = 4, q = 10, а также Z₂ = 40 Z₁ = 4. Тогда пересчитываем межосевое расстояние по стандартным значениям m, q и Z₂:

 

 

Принимаем aw = 100 мм.

Расчет геометрических размеров и параметров передачи

 

Основные размеры червяка:

Делительный диаметр червяка

 

Диаметры вершин и впадин витков червяка

 

 

Длина нарезной части шлифованного червяка [1]

 

 

Принимаем b₁=42мм

Делительный угол подъема Y [1, табл. 4.3] при Z₁ = 4 и q =10; принимаем Y = 21 º48’05” h_a=m=4мм; h_f=1,2x m=4,8мм; c=0,2x m=0,8мм.

Основные геометрические размеры червячного колеса [1]:

Делительный диаметр червячного колеса

 

Диаметры вершин и впадин зубьев червячного колеса

 

 

Наибольший диаметр червячного колеса

 

 

Ширина венца червячного колеса

 

 

Принимаем b₂=32мм

Окружная скорость

 

 

червяка -

колеса -

Скорость скольжения зубьев [1, формула 4.15]

 

 

КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивания масла [1, формула 4.14]

 

 

Уточняем вращающий момент на валу червяка

 

 

По [1, табл. 4.7] выбираем 7-ю степень точности передачи и находим значение коэффициента динамичности Kv = 1,1.

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки [1,формула 4.26]

 

 

В этой формуле коэффициент деформации червяка при q =10 и Z₁ =4  [1,табл. 4.6]

При незначительных колебаниях нагрузки вспомогательный коэффициент Х=0,6

 

 

Коэффициент нагрузки

Проверочный расчет

 

Проверяем фактическое контактное напряжение

 

МПа < [G_H] = 173МПа.

 

Проверяем прочность зубьев червячного колеса на изгиб.

Эквивалентное число зубьев.

 

 

Коэффициент формы зуба [1, табл. 4.5] Y_F = 2,19

Напряжение изгиба

 

Па = 16,2 МПа

 

Определяем основное допускаемое напряжение изгиба для реверсивной работы: , где -коэффициент долговечности, принимаем по его минимальному значению =0,543/1,с.67/;

Таким образом, =98*0,543=53,21МПа. Прочность обеспечена, т. к. < .

Определяем окружные F_t, осевые F_a и радиальные F_r силы в зацеплении соответственно на червяке и на колесе по формулам:

 

   

 

Все вычисленные параметры заносим в табл.6.

 

Таблица 6

Параметры червячной передачи

Параметр	Колесо	Червяк
m	4
z	40	4
ha,мм	4
hf,мм	4,8
с, мм	0,8
d, мм	160	40
dа, мм	168	48
df, мм	150,4	30,4
dаm, мм	172	-
b, мм	32	42
γ	21º48’05”
V, м/с	0,6	1,5
Vs, м/с	1,6
Ft, Н	6191	2615
Fa, Н	2615	6191
Fr, Н	2252

 

Расчет ведомого вала редуктора

Исходные данные

Исходные данные выбираем из табл.3,5,6 с округлением до целых чисел:

Н;

Н;

Н;

F_В3=490Н – нагрузка от цепи на вал под углом 45°;

Т₃=495,3Н;

d=160мм;

b=32мм.

По кинематической схеме привода составляем схему усилий, действующих на валы редуктора.

 

Рис.4 Схема усилий, действующих на валы червячного редуктора

 

Выбор материала вала

Назначаем материал вала. Принимаем сталь 45, для которой [1, табл.8.4] σ_в = 890 Н/мм². Определяем пределы выносливости материала вала при симметричном цикле изгиба и кручения

 

;   ;

;  Н/мм²;

;   Н/мм².

 

Определение размеров вала

 

Определяем диаметр выходного конца вала под ступицей звездочки из расчёта на чистое кручение

 

                                                      (6.1)

 

где [τ_к]=(20…30)Мпа                                   [1,c.161]

Принимаем [τ_к]=25Мпа.

Диаметр выходного конца

 

 

Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда d₁ =50мм.

Намечаем приближенную конструкцию ведомого вала редуктора (рис.5)

Рис.5 Приближенная конструкция ведомого вала

 

Диаметры подшипниковых шеек d₂ =d₁+2t=50+2х2,8=55,6мм

Принимаем d₂ =60мм

Диаметр под ступицу червячного колеса d₃= d₂ +3,2r=60+3,2х3=69,6мм

Принимаем d₃ =71мм

Диаметр буртика

 

d₅= d₃ +3,2r=71+9,6=80мм

l₁ =(1,0…1,5)d₁ =1,2х50=60мм

l₂≈1,25d₂ =1,25х60=75мм

l₃ =(0,8..1)хd_am=170мм

 

Предварительно выбираем подшипник 7512 ГОСТ333-79 с внутренним диаметром 60мм, наружным 110мм, шириной 20мм. l₄ =22мм.

 

123456

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: