РАСЧЕТ Закрытой червячной передачи
1. Выбор материала червячной пары
Червяки изготавливают из среднеуглеродистой (например, сталь 40,45,50) или легированной (например, 40Х, 40ХН) стали с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45…53 HRC и последующей шлифовкой, и полировкой рабочих поверхностей.
При выборе материала колеса предварительно определяем ожидаемую скорость скольжения по эмпирической формуле.
,
где - угловая скорость на валу червячного колеса, рад/с;
- передаточное число червячной передачи, ;
- вращающий момент на валу червячного колеса, ;
м/с.
Т.к ≥ 6 м/с, то выбираем материал БрО10Ф1 по таблице 7.3[1].
2. Определение допускаемых напряжений
Для червячных колес, зубчатый венец которых выполнен из оловянистых бронз (БрО10Ф1) контактное напряжение определяется по формуле:
,
где - предел прочности бронзы при растяжении( таблица 7.3[1]),МПа.
МПа,
- коэффициент долговечности,
,
Где - базовое число циклов нагружения зубьев червячной передачи;
- эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса, где
- частота вращения вала колеса, об/мин.
- время работы передачи за расчетный срок службы, возьмем из расчетов зубчатой передачи,
.
Если > , то принимаем и соответственно .
МПа.
Допускаемые изгибные напряжения для червячных колес, зубчатые венцы которых выполнены из бронзы:
При нереверсивной передаче
,
где - предел текучести бронзы (таблица 7.3 [1]), МПа;
- коэффициент долговечности при расчете зубчатых колес на изгиб.
, здесь
;
, т.к мы рассчитывали выше, то для > принимаем ;
МПа
3. Расчет червячной передачи
3.1 Межосевое расстояние, мм
,
где - число зубьев червячного колеса;
- число заходов червяка, принимается по передаточному числу (при );
- коэффициент диаметра червяка, и округляется до стандартного значения
;
;
мм.
3.2 Модуль зацепления, мм
,
. По таблице 7.1[1] принимаем
3.3 Фактическое межосевое расстояние, мм
,
мм. Выбираем стандартное из таблицы 7.1[1]
3.4 Делительный диаметр червяка, мм
,
мм.
3.5 Диаметр вершин витков, мм
,
мм.
3.6 Диаметр впадин витков, мм
,
мм.
3.7 Угол подъема линии витка червяка,
,
3.8 Окружная скорость червяка, м/с
,
Где - угловая скорость червяка, рад/с;
м/с.
3.9 Длина нарезной части червяка, мм
При ,
мм.
3.10 Диаметр делительной окружности колеса, мм
,
мм.
3.11 Диаметр вершин зубьев колеса, мм
Без смещения инструмента
,
мм.
3.12 Диаметр впадин зубьев колеса, мм
Без смещения инструмента
,
мм
3.13 Наибольший диаметр колеса, мм
,
мм.
3.14 Окружная скорость червячного колеса, м/с
,
м/с
3.15 Ширина зубчатого венца червячного колеса, мм
При ,
мм.
3.16 Скорость скольжения, м/с
,
м/с
По полученному значению скорости скольжения назначают степень точности передачи:
Степень точности 7.
3.17 КПД червячной передачи
,
где - приведенный угол трения ( таблица 7.2 [1]),
3.18 Уточненный крутящий момент на валу червяка,
,
3.19 Окружная сила на червяке (осевая на колесе), Н
,
Н.
3.20 Окружная сила на колесе (осевая на червяке), Н
,
Н.
3.21 Радиальная сила на червяке(колесе), Н
Н
3.22 Расчетные контактные напряжения
,
Где , для практических расчетов берем
МПа,
,
где - коэффициент формы зуба; определяется по таблице 7.4[1] в зависимости от эквивалентного числа зубьев , вычисляемого по формуле .
;
МПа;
3.23 Температура масла в редукторе
,
где - температура окружающего воздуха , ;
- мощность на червяке, Вт, кВт
- КПД передачи (уточненное значение), ;
;
- площадь поверхности охлаждения корпуса (площадь днища редуктора не учитывается), ;
≥ , .
Используем искусственное охлаждение обдувом корпуса воздухом с помощью вентилятора, в этом случае