Методика расчета червячных передач

1. Назначают материал червяка и червячного колеса.

Обычно червяк стальной, легированный и полированный (для уменьшения заедания).

Ручная передача	Сталь 45
Машинная передача	Сталь 40Х Сталь 40ХН	НRC 45…56 закалка ТВЧ
	18ХГТ	цементация,
	30ХГТ	закалка ТВЧ
	12ХН 3 А

В РГЗ V_ск <2м/с  применяют чугун СЧ15.

При V_ск =2…4…6…10м/с прим. Бр АЖ9-4А (отливка в земляную форму или в кокиль).

Для назначения марки бронзы ориентировочно определяют V_ск.

.

При V_ск =5…25м/с прим. бронзы БрОФ10-1 (оловянно-фосфорные).

2. Определение допускаемых контактных напряжений.

а) для оловянно-фосфорных бронз.

, где по таблице.

; где - базовое число циклов напряжений

 - действительное число циклов изменений напряжений.

При нагрузке, заданной графиком – определение аналогично зубчатым колёсам.

Если , то принимают , тогда:

.

Если , то принимают

б) для алюминиево-железистых бронз и чугунов  находят по таблицам, задавшись скоростью скольжения V_ск.

3. Определение допускаемых напряжений изгиба.

Для нереверсивных передач равняется:

.

Для реверсивных передач равняется:

, где определяются по таблицам.

; где .

Если , то .

Если , то .

 определяют аналогично цилиндрическим зубчатым колёсам.

4. Определяем, исходя из расчета на контактную выносливость и отсутствия заедания требуемое межосевое расстояние .

,

где z₂ – число зубьев колеса , q – задается 8; 10; 12,5.

→ находим ориентировочно из предыдущих расчетов.

.

В РГЗ =0,82 при z₁=2.

КП

- коэффициент нагрузки – задается в пределах =1,2…1,4

После определения aw, его округляют по ГОСТ

и определяют требуемый модуль зацепления:

→ принимаем модуль по ГОСТ, а также значение q = 8; 10;12,5; 16; 20.

При этом делаем несколько пробных расчетов, т.е. назначают различные m и q с таким расчётом, чтобы требуемое межосевое расстояние было близко к расчетному. При этой процедуре возможно применение коррегирования или изменения числа зубьев колеса,но так чтобы передаточное отношение И отличалось от заданного более, чем на ±5%.

5. Размеры червяка и червячного колеса.

Геометрия червяка:

-делительный диаметр ;

-диаметр вершин витков червяка

-диаметр впадин червяка

- длина нарезанной части червяка

	z1=1; 2
	z2=4.

При шлифованном и коррегированном червяке значение b₁ увеличивают: на 20…25мм при ; на 30…40мм при ; на 50мм при .

- шаг червяка

Червячное колесо:

-делительный диаметр ;

-диаметр вершин витков червяка ;

-диаметр впадин червяка ;

- наибольший диаметр червячного колеса

;

- ширина венца колеса

.

6. Определение скорости скольжения:

, м/с.

где

По скорости скольжения по таблицам назначают степень точности.

В РГЗ назначают ст. точности Ст 7В ГОСТ 3675-81.

7. Проверка червячного зацепления на контактную прочность и отсутствие заедания.

Определяем рабочие контактные напряжения.

.

В данной формуле уточнены.

, где .

φ – принимают по таблице в зависимости от .

 - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба.

, где θ– коэффициент деформации червяка (определяется по таблицам) в зависимости от z₁ и q; х- коэф. учитывающий характер нагрузки:

 

х=1	пост. нагрузка
х=0,6	перемен. нагрузка
х=0,3	значит. колебания нагрузки

 - скоростной коэффициент.

=0,3+0,1U+0,02V_ск, где U – степень точности U = 7; V_ск =5м/с.

=0,3+0,1∙7+0,02∙5 =1,1.

Рабочие напряжения могут быть больше допускаемых не более, чем на 5…6%. Если больше, например 8…10%, то можно увеличить степень точности, но не выше СТ6 и уточнить коэффициент. В крайнем случае можно увеличить межосевое расстояние и сделать перерасчет. Рабочие напряжения могут быть больше  не более чем от 10 до 20%. В этом случае возможно взять другой материал, а в большинстве случаев необходимо уменьшить расстояние a_w и сделать перерасчёт.

П роверка зубьев червячного колеса на изгиб:

Зубья червячного колеса имеют дугообразную форму зуба, поэтому они более прочные, чем зубья косозубого колеса.

Проверка производится по тем же формулам, что и для косозубых колес, с учётом понижающих напряжений, учитываемых коэффициентом 0,7.

,

где ; - коэф. формы зуба, принимается по табл. в зависим. от эквивалентного числа зубьев ; .

Рабочие напряжения не могут быть больше допускаемых. В противном случае необходимо увеличить m и сделать перерасчет. В крайнем случае - изменить материал.