Выбираем материал для шестерни, червяка и колеса по табл.3.2 [4,c.52]:
шестерня и червяк– сталь 40Х, термообработка – улучшение 270НВ,
колесо - сталь 40Х, термообработка – улучшение 250НВ.
Для выбора марки материала червячного колеса рассчитаем скорость скольжения
, (2.1)
где Т – вращающий момент на валу червячного колеса,
ω – угловая скорость тихоходного вала,
U – передаточное число.
Подставив значения в формулу 2.1 получим:
;
vs=2,2 м/с.
В соответствии с табл. 3.5 [4] для червячного колеса примем бронзу БрА9Ж3Л, отлитую в кокиль с σв=500Н/мм2 и σт=230Н/мм2.
Определяем допускаемое контактное напряжение для стальных деталей по формуле [4,c.53]:
(2.2)
где σHlimb – предел контактной выносливости при базовом числе циклов;
КHL – коэффициент долговечности;
[SH] – коэффициент безопасности;
по [1,c.33]: КHL =1; [SH] =1,1.
Определяем σHlimb по табл.3.1[4,c.51]:
σHlimb =2НВ+70; (2.3)
σHlimb1 =2×270+70; σHlimb1 =610МПа;
σHlimb2 =2×250+70; σHlimb1 =570МПа.
Сделав подстановку в формулу (2.1) получим
; МПа;
; МПа.
Определяем допускаемое расчетное напряжение по формуле [4,c.53]:
(2.4)
;
МПа.
Определяем допускаемые напряжения по по табл.3.1[4,c.51]:
[σ]Fo =1,03НВ;
[σ]Fo1 =1,03x270=281МПа;
[σ]Fo2 =1,03x250=257МПа.
Определяем допускаемое контактное и изгибное напряжения для червячного колеса по формулам табл. 3.6 [4,c.58]:
[σ]Н =250-25vs, [σ]F =(0,08σв+0,25 σт) (2.5)
[σ]Н =250-25∙2,2=195Н/мм2;
[σ]F =(0,08∙500+0,25∙230)=97,5Н/мм2.
Расчет тихоходной ступени привода
Проектный расчет
Определяем межосевое расстояние передачи по формуле [4,c.74]:
(3.1)
где Т – вращающий момент на колесе,Т3 =21 Нм (см. табл.1).
Подставив значения в формулу (3.1) получим:
Принимаем окончательно по ГОСТ6636-69 [4,табл.13.15]
Число витков червяка Z1 принимаем в зависимости от передаточного числа.
При U = 10 принимаем Z1 = 4.
Число зубьев червячного колеса Z2 = Z1 x U = 4 x 10 = 40.
Определяем модуль [4,c.74]:
mn=(1,5…1,7)·аw/z2; (3.2)
mn=(1,5…1,7)·50/40.
Принимаем модуль mn=2мм. Из условия жесткости определяем коэффициент диаметра червяка [4,c.75]:
q=(0,212…0,25) z2;
Принимаем модуль q=8.
Определяем основные размеры червяка и червячного колеса по формулам [4,c.76]:
Делительный диаметр червяка
Диаметры вершин и впадин витков червяка
Длина нарезной части шлифованного червяка:
Принимаем b1=28мм.
Делительный угол подъема
γ=arctg(z1/q);
γ=arctg(4/8);
γ=26°33'54''.
Делительный диаметр червячного колеса
Диаметры вершин и впадин зубьев червячного колеса
Наибольший диаметр червячного колеса
Ширина венца червячного колеса
Принимаем b2=28мм
Окружная скорость
червяка -
колеса -
Определяем силы в зацеплении [4, табл.6.1]:
- окружные
(3.7)
- радиальные
; где γ=26°33'54'' - угол подъема витка; (3.8)
-осевые
(3.9)
Все вычисленные параметры заносим в табл.2.
Таблица 2
Параметры червячной передачи тихоходной ступени
Параметр | Червяк | Колесо |
m,мм | 1 | |
q | 8 | |
z | 4 | 40 |
d,мм | 16 | 80 |
dа,мм | 20 | 84 |
df,мм | 11,2 | 75,2 |
b, мм | 28 | 28 |
Ft, Н | 262,5 | 525 |
Fr, Н | 262,5 | 262,5 |
Fа, Н | 525 | 262,5 |