Проверочный расчет передачи на прочность

Определяют скорость сколь­жения в зацеплении

Здесь — окружная скорость на начальном диаметре червяка, м/с; = , мин^-1; m — в мм; — начальный угол подъема витка.

По полученному значению уточняют допускаемое напряжение .

Вычисляют расчетное напряжение

где = 5350 для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков, = 4340 для передач с нелинейчатыми червяками (образованными конусом или тором); К= — коэффициент нагрузки.

Окружная скорость червячного колеса, м/с:

При обычной точности изготовления и выполнении условия жесткости чер­вяка принимают: = 1 при ≤ 3 м/с. При ≥ 3 м/с значение принима­ют равным коэффициенту (табл. 2.6) для цилиндрических косозубых передач с твердостью рабочих поверхностей зубьев ≤ 350 НВ той же степени точ­ности.

Коэффициент концентрации нагрузки: где — коэффициент деформации червяка (табл. 2.16); X — коэффициент, учитываю­щий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка

Таблица 6.3

	Значения при коэффициенте q диаметра червяка
		12,5

При задании режима нагружения циклограммой моментов (см. рис. 2.2) ко­эффициент X вычисляют по формуле

где — вращающие моменты на валу червячного колеса на каждой из ступеней нагружения и соответствующие им частоты вращения и продолжитель­ность действия; — максимальный из длительно действующих (номи­нальный) вращающий момент.

Значения X для типовых режимов нагружения и случаев, когда частота вра­щения вала червячного колеса не меняется с изменением нагрузки, принимают по табл. 2.17.

Таблица6.4

Типовой режим		I	II	III	IV	V
X	1,0	0,77	0,5	0,5	0,38	0,31

Коэффициент полезного действия червячной передачи

где — угол подъема линии витка на начальном цилиндре; — приведенный угол трения, определяемый экспериментально с учетом относительных потерь мощности в зацеплении, в опорах и на перемешивание масла. Значение угла трения между стальным червяком и колесом из бронзы (латуни, чугуна) прини­мают в зависимости от скорости скольжения :

0,5 3°10'3°40'

1,0 2°30' 3°10'

1,5 2°20' 2°50'

2,0 2°00' 2°30'

2,5 1°40' 2°20'

3,0 1°30' 2°00'

4,0 1°20' 1°40'

7,0 1°00' 1°30'

0°55' 1°20'

0°50' 1°10'

,

м/с

Меньшее значение — для оловянной бронзы, большее — для безоловянной бронзы, латуни и чугуна.

Силы в зацеплении

Окружная сила на колесе, равная

осевой силе на червяке:

Окружная сила на червяке, равная осевой

силе на колесе:

Радиальная сила

Для стандартного угла α = 20°

Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.Расчетное напряжение изгиба

где К — коэффициент нагрузки, значение которого вычислено в п. 6; — коэф­фициент формы зуба колеса, который выбирают в зависимости от

.............. 20 24 26 28 30 32 35 37 40 45

Y_F2............. 1,98 1,88 1,85 1,80 1,76 1,71 1,64 1,61 1,55 1,48

z_v2............... 50 60 80 100 150 300

Y_F2............ 1,45 1,40 1,34 1,30 1,27 1,24

Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при дей­ствии пиковой нагрузки.Проверка зубьев колеса на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента Действие пиковых нагрузок оценивают коэффициентом перегрузки , где — макси­мальный из длительно действующих (номинальный) момент (см. рис. 2.2).

Проверка на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента:

Проверка зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба при действии пикового момента:

Допускаемые напряжения и принимают по п. 2.3.

Тепловой расчет.

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и боль­шим выделением теплоты проверяют на нагрев.

Мощность (Вт) на червяке

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме

без искусственного охлаждения

Температура нагрева масла (корпуса) при охлаждении вентилятором

где коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму; — максимальная допусти­мая температура нагрева масла (зависит от марки масла).

Поверхность А (м²) охлаждения корпуса равна сумме поверхностей всех его стенок за исключением поверхности дна, которой корпус прилегает к плите или раме. Размеры стенок корпуса можно взять по эскизному проекту (см. гл. 3). Приближенно площадь А (м²) поверхности охлаждения корпуса можно прини­мать в зависимости от межосевого расстояния:

, мм.......80 100 125 140 160 180 200 225 250 280

А (м²).......0,16 0,24 0,35 0,42 0,53 0,65 0,78 0,95 1,14 1,34

Для чугунных корпусов при естественном охлаждении коэффициент тепло­отдачи = 12 ... 18 Вт/(м²∙°С) (большие значения при хороших условиях ох­лаждения).

Коэффициент при обдуве вентилятором:

............................750 1000 1500 3000

...........................24 29 35 50

Здесь — частота вращения вентилятора, мин^-1. Вентилятор обычно уста­навливают на валу червяка: