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 σH. 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: