Расчет червячной передачи

Исходные данные:

Вращающий момент на валу червяка: ;

Вращающий момент на валу колеса: ;

Скорость вращения червяка: ;

Передаточное число: .

Число витков червяка принимаем в зависимости от передаточного числа:

при принимаем ,

тогда число зубьев червячного колеса:

Выбираем материал червяка и венца червячного колеса:

- для червяка — Сталь 40Х с закалкой до твердости HRC=50;

- для венца червячного колеса — бронза БрА9Ж3Л (отливка в кокиль).

Допускаемое контактное напряжение .

Предварительно примем скорость скольжения в зацеплении .

Допускаемое напряжение изгиба:

где — допускаемое напряжение при твердости ;

— коэффициент долговечности при бронзовом венце червячного колеса.

Предварительно берём коэффициент диаметра червяка и коэффициент нагрузки .

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости:

.

Округляем до ближайшего стандартного значения:

Модуль зацепления:

.

Принимаем по ГОСТ 2144-76 стандартные значения:

;

.

Уточняем межосевое расстояние при стандартных значениях :

.

Для получения величины, наиболее близкой к значению из стандартного ряда, допускается изменение числа зубьев на колесе z₂ на один –два зуба. Увеличим число зубьев на колесо до значения и снова пересчитаем межосевое расстояние:

Округляем до ближайшего стандартного значения:

Основные размеры червяка:

Делительный диаметр червяка:

;

Диаметр вершин витков червяка:

;

Диаметр впадин витков червяка:

;

Длина нарезанной части шлифованного червяка:

;

Для шлифуемых червяков при полученная величина должна быть увеличена на

25 мм, поэтому:

;

Делительный угол подъёма витка при и : .

Основные размеры венца червячного колеса:

Делительный диаметр червячного колеса:

;

Диаметр вершин зубьев червячного колеса:

;

Диаметр впадин зубьев червячного колеса:

;

Наибольший диаметр червячного колеса:

Ширина венца червячного колеса при :

;

Окружная скорость червяка:

;

Скорость скольжения:

При этой скорости .

Отклонение:

Межосевое расстояние по расчету было получено , а после выравнивания m и q по стандарту было получено . Таким образом отклонение составляет:

.

Поэтому необходимо только проверить σ_H. Для этого Уточняем КПД редуктора:

при скорости , приведенный коэффициент трения для безоловянной бронзы

и шлифованного червяка приведённый угол трения .

КПД редуктора с учётом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивание масла:

.

По скорости скольжения выбираем 7-ю степень точности передачи и находим значение коэффициента динамичности .

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки:

,

где — коэффициент деформации червяка при и ;.

— вспомогательный коэффициент; при незначительных нагрузках

Коэффициент нагрузки:

.

Проверяем контактное напряжение:

;

.

Сравним расчетное и допускаемое напряжение:

Условие выполняется.

Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб

Эквивалентное число зубьев:

.

Коэффициент формы зуба: .

Напряжение изгиба:

.

Полученное значение значительно меньше , поэтому прочность обеспечена.

Размеры червячного колеса

Толщина обода:

;

Толщина диска:

;

Внутренний диаметр обода:

Величина фаски: