Пример расчета червячной передачи

Рассчитать передачу одноступенчатого червячного редуктора.

Исходные данные:

Вращающий момент на валу червячного колеса
Частота вращения вала колеса .
Расчетный ресурс передачи .
Передаточное число редуктора .

Режим нагружения передачи – постоянный. Производство редуктора - крупносерийное. Профиль витков червяка Z1.

Решение.

1. Выбор числа заходов червяка.

Число заходов червяка выбирают в зависимости от передаточного числа (табл.12.1).

	8…14	Св. 14…30	Св. 30

Принимаем .

2. Определение числа зубьев колеса

.

3. Вычисление частоты вращения вала червяка

.

4. Определение суммарного числа циклов нагружения зубьев колеса

.

5. Вычисление предварительного значения скорости скольжения

.

6. Выбор материалов червяка и червячного колеса.

Червяк. Сталь 18ХГТ цементированная и закаленная до твердости поверхности 56…63HRC. Витки шлифованные и полированные.

Червячное колесо. В связи с тем, что скорость скольжения в зацеплении , используем оловянистую бронзу Бр.О10Ф1 с временным сопротивлением и пределом текучести [1].

7. Определение допускаемых контактных напряжений.

,

где (табл. 12.2)

	1,33	1,21	1,11	1,02	0,95	0,88	0,83	0,8

.

8. Определение допускаемых напряжений для расчета на изгиб

.

9. Выбор предварительного значения коэффициента нагрузки.

Для постоянного режима нагружения принимаем .

10. Вычисление межосевого расстояния

.

Полученное значение округляем до ближайшего из ряда стандартных межосевых расстояний: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500. Принимаем .

11. Выбор осевого модуля

Принимаем стандартное значение модуля (табл. 12.3).

Табл. 12.3 Значения модулей и коэффициентов диаметра червяка

12. Выбор коэффициента диаметра червяка

.

Принимаем ближайшее стандартное значение .

13. Определение коэффициента смещения инструмента

.

Коэффициент смещения находится в допустимых пределах от –1 до 1.

14. Вычисление углов подъема витка червяка.

На делительном цилиндре

.

На начальном цилиндре

.

15. Определение начального диаметра червяка, делительного диаметра колеса

;

.

16. Определение коэффициента динамичности.

Окружная скорость на делительном диаметре колеса

.

Так как коэффициент динамичности .

17. Вычисление коэффициента нагрузки

.

18. Уточнение скорости скольжения в зацеплении

.

19. Уточнение допускаемых контактных напряжений

,

где (табл. 12.2)

.

20. Вычисление расчетных контактных напряжений

Перегрузка передачи по контактным напряжениям

.

Допускается перегрузка до 5%, следовательно ранее найденные размеры передачи принимаем за окончательные.

21. КПД передачи

,

где - приведенный угол трения при скорости скольжения (табл. 12.4).

0,01
0,1		1,5
0,25
0,5

22. Вычисление сил, действующих в зацеплении.

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке

.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

.

Радиальная сила, раздвигающая червяк и колесо:

.

23. Проверка прочности зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба.

Эквивалентное число зубьев колеса

.

Коэффициент, учитывающий форму зубьев (табл. 12.5) .

	1,98		1,76		1,55		1,34
	1,88		1,71		1,48		1,30
	1,85		1,64		1,45		1,27
	1,80		1,61		1,40		1,24

Напряжения изгиба у основания зуба

.

Так как , прочность по напряжениям изгиба обеспечена.

24. Определение геометрических размеров червяка и червячного колеса.

Делительный диаметр червяка

.

Диаметры вершин и впадин витков эвольвентного червяка:

Длина нарезанной части червяка

,

коэффициенты , (табл. 12.6). Значение округляем до ближайшего большего значения по ряду линейных размеров , .

Табл. 12.6Коэффициенты для определения длины нарезанной части червяка при числе заходов червяка и .

	-1	-0,5		+0,5	+1 и более
	10,5
	0,06	0,06	0,06	0,1	0,1

Табл. 12.7 Коэффициенты для определения длины нарезанной части червяка при числе заходов червяка .

	-1	-0,5		+0,5	+1 и более
	10,5	9,5		12,5
	0,09	0,09	0,09	0,1	0,1

Диаметр вершин зубьев червячного колеса

.

Диаметр впадин зубьев

.

Наибольший диаметр колеса

.

Принимаем .

Ширина венца колеса

.

Принимаем .