2020-05-11
170
1. Определить число зубьев червячного колеса и уточнить передаточное число червячной передачи.
Ориентировочно число зубьев червячного колеса
.
Приложение к ГОСТ 2144–93 (табл. 20) четко регламентирует число зубьев червячного колеса, поэтому после ориентировочного определения 
необходимо согласовать это число с указанным ГОСТом, выбрав фактическое значение 
из следующего ряда: 
= 32; 36; 40; 46; 50; 58.
Далее необходимо уточнить передаточное число
2. Уточнить частоту вращения вала червячного колеса:
3. Предварительно выбрать коэффициент диаметра червяка. В проектном расчете коэффициент q задают из следующих значений: 8; 10; 12,5. Обычно принимают q = 10.
4. Предварительно рассчитать угол наклона витков червяка:
5. Определить ориентировочную величину скорости скольжения в передаче
6. Выбрать материал червяка и червячного колеса и термообработку. Червяки изготовляют из стали 45 и 40Х с объемной или поверхностной закалкой до HRC 45…55.
Зубчатые венцы червячных колес изготовляют из бронзы, марку которой выбирают в зависимости от скорости скольжения: при 
= 2…6 м/с – Бр.АЖ 9–4; при > 6 м/с – Бр.ОФ 10–1.
Механические свойства бронзовых зубчатых венцов приведены в табл. 19:
Таблица 19
| Марка бронзы | Способ отливки | Механические свойства, МПа | |
| σв | σт | ||
| АЖ 9-4 | в землю | 400 | 200 |
| в кокиль | 500 | 200 | |
| ОФ 10-1 | в землю | 200 | 160 |
| в кокиль | 275 | 200 | |
7. Определить допускаемое контактное напряжение. Для бронзы ОФ 10-1 допускаемое контактное напряжение определить по формуле:
где 
– предел контактной выносливости поверхности зубьев червячного колеса, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа.
;
| 29 |
– базовое число циклов;
эквивалентное число циклов при заданном переменном графике нагрузки,
Величины 
и 
, входящие в формулу, заданы дольными коэффициентами на графике нагрузки.
Величина коэффициента долговечности ограничена: 
. При расчетном значении 
< 0,67 принять = 0,67. Максимальное значение не может превышать 1,70.
Допускаемое контактное напряжение для бронзы АЖ 9–4 при работе колеса с закаленным червяком на твердость HRC > 45 выбрать в зависимости от скорости скольжения:
 , м/с
| 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 |
 , МПа
| 225 | 205 | 177 | 157 | 118 | 88 |
8. Основным параметром закрытой червячной передачи в редукторе, гарантирующим его работоспособность, является начальное межосевое расстояние:
где 
– коэффициент нагрузки; в проектном расчете ориентировочно принимают 
= 1,2 … 1,4.
Величина 
известна по исходным данным, , q, 
– определены ранее.
Расчетную величину межосевого расстояния 
необходимо согласовать с ГОСТ 2144–93, округляя до ближайшего стандартного значения (см. табл. 20). По принятым стандартным значениям межосевого расстояния и числа зубьев червячного колеса согласно этому же ГОСТу определить модуль зацепления m и коэффициент диаметра червяка q для значений 
=1; 2; 4.
Таблица 20
|
| Сочетание параметров червячной передачи (ГОСТ 2144–76) | ||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
| m | q | m | q | m | q | m | q | m | q | m | q | ||
| 100 | 5 | 8 | 4 | 12,5 | 4 | 10 | 3,15 | 16 | 3,15 | 12,5 | 2,5 | 20 | |
| 125 | 6,3 | 8 | 5 | 12,5 | 5 | 10 | 4 | 16 | 4 | 12,5 | 3,15 | 20 | |
| 140 | 6,3 | 12,5 | 6,3 | 8 | 5 | 16 | 5 | 10 | 4 | 20 | 4 | 12,5 | |
| 160 | 8 | 8 | 6,3 | 14 | 6,3 | 10 | 5 | 16 | 5 | 12,5 | 4 | 20 | |
| 180 | 8 | 12,5 | 8 | 8 | 6,3 | 16 | 6,3 | 10 | 5 | 20 | 5 | 12,5 | |
| 200 | 10 | 8 | 8 | 12,5 | 8 | 10 | 6,3 | 16 | 6,3 | 12,5 | 5 | 20 | |
| 225 | 10 | 12,5 | 10 | 8 | 8 | 16 | 8 | 10 | 6,3 | 20 | 6,3 | 12,5 | |
| 250 | 12,5 | 8 | 10 | 12,5 | 10 | 10 | 8 | 16 | 8 | 12,5 | 6,3 | 20 | |
| 280 | 12,5 | 12,5 | 12,5 | 8 | 10 | 16 | 10 | 10 | 8 | 20 | 8 | 12,5 | |
| 315 | 16 | 8 | 12,5 | 12,5 | 12,5 |
| 10 | 16 | 10 | 12,5 | 8 | 20 | |
= 32
= 369. Определить геометрические параметры червячной передачи.
Коэффициент смещения:
.
Для червячных передач без смещения:
;
.
Для червячных передач со смещением:
.
Делительные диаметры:
Диаметры вершин витков и зубьев:
Рис. 7. Геометрия червячной передачи
Диаметры впадин витков и зубьев:
.
Длина нарезанной части червяка:
.
Для нешлифуемых червяков К = 0; для шлифуемых червяков при m < 10 мм K = 25 мм, при m = 10 … 16 мм K = 40 мм, при m > 16 мм K = 50 мм.
Ширину венца колеса b 2 и наибольший диаметр колеса определить по табл. 21.
Высота витка червяка:
| 31 |
Высота головки витка, зуба:
Высота ножки витка, зуба:
,
Расчетная толщина витка:
Уточненный угол наклона витков
Таблица 21
| z 1 | 
| b 2 |
| 1 | ≤ 
| ≤ 
|
| 2 | ≤ 
| ≤
|
| 4 | ≤ 
| ≤
|
10. Уточнить скорость скольжения в передаче:
11. Уточнить допускаемое контактное напряжение. Данный пункт расчета выполняют только для зубчатых венцов из бронзы АЖ 9–4 и только в том случае, если уточненная величина скорости скольжения в передаче, установленная по формуле, отличается от ориентировочного значения V ск по формуле так, что допускаемое контактное напряжение становится на разряд выше или ниже принятого ранее . В этом случае, расчеты необходимо выполнить вновь, начиная с п.7 по новому значению допускаемого контактного напряжения. Если окажется, что уточненная величина скорости скольжения 6 м/с, то вместо бронзы АЖ 9–4 для изготовления червячного колеса следует взять бронзу ОФ 10–1, а также выполнить расчеты вновь, начиная с п.7.
12. Назначить степень точности передачи. В силовых приводах в зависимости от скорости скольжения червячной передачи рекомендуется применять 7-ю степень точности при V ≤ 10 м/с и 8-ю степень точности при V ≤ 5 м/с.
13. Уточнить КПД червячной передачи с учетом потерь энергии в опорах валов на подшипниках качения на разбрызгивание и перемешивание масла по формуле:
где λ– угол наклона витков;
ρ – угол трения, зависит от скорости скольжения V ск (табл. 22):
Таблица 22
| V ск | 0,25 | 0,5 | 1 | 2 | 3 | 5 | 10 |
| ρ | 3°43΄ | 3°09΄ | 2°35΄ | 2° | 1°36΄ | 1°16΄ | 0°55΄ |
| 32 |
червячной передачи отличается от предварительно заданной более чем 3…5%, то необходимо уточнить фактические величины мощности и крутящего момента на валу червяка:
и внести соответствующие изменения в кинематическую схему привода, учитывая их при выполнении расчетов передач.
