Расчет цилиндрических червячных передач (стр. 3 )

Таблица 13

Коэффициент формы зуба, YF

zv	20	24	26	28	30	32	35	37	40	45	50	60	80	100	150
YF	1,98	1,88	1,85	1,80	1,76	1,71	1,64	1,61	1,55	1,48	1,45	1,40	1,34	1,30	1,27

 

Таблица 14

Значение угла трения, r

Vs, м/с	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	7,0	10	15
r	3°10¢ 3°40¢	2°30¢ 3°10¢	2°20¢ 2°50¢	2°00¢ 2°30¢	1°40¢ 2°20¢	1°30¢ 2°00¢	1°20¢ 1°40¢	1°20¢ 1°40¢	0°55¢ 1°20¢	0°50¢ 1°10¢

 

Таблица 15

Приближенные значения поверхности охлаждения корпуса редуктора, А

aw, мм	80	100	125	140	160	180	200	225	250	280
А, м2	0,16	0,24	0,35	0,42	0,53	0,65	0,78	0,95	1,14	1,34

 

Порядок проектного расчета закрытой червячной передачи

Данные для расчета:

1.     Мощность на валу червяка Р1;

2.     Частота вращения червяка n1;

3.     Передаточное число i;

4.     Срок службы червячной передачи L;

5.     Коэффициент годового использования Kгод;

6.     Коэффициент суточного использования Kсут;

7.     Режим нагружения;

8.     Коэффициент перегрузки Kп=Tпик/Tmax.

Цель расчета:

1.     Определение размеров передачи;

2.     Выбор конструкции корпуса редуктора и системы охлаждения.

 

Таблица 16

Последовательность действий при расчете

 

№ п/п	Определяемые величины	Расчетные формулы или указания по выбору
1	2	3
1.	Число заходов червяка z1	z1=4 при i=8…15; z1=2 при i=15…30; z1=1 при i³30
		Продолжение табл.16
1	2	3
2.	Число зубьев червячного колеса z2	z2=z1i; z2³28
3.	Предварительный КПД(h)	См. табл.8
4.	Вращающий момент Т1	Т1=Р1/w1; w1=pn1/30
5.	Вращающий момент Т2	T2=T1ih
6.	Предварительная скорость скольжения vs	vs»4,5×10-4n1
7.	Материал и термическая обработка червяка	См. табл.1
8.	Материал колеса и способ отливки	См. табл.2
9.	Механические характеристики червячного колеса	См. табл.2
10.	Время работы передачи Lh	Lh=L365Kгод24Kсут
11.	Ресурс передачи в числах циклов	Nk=60n2cLh; c=1; n2=n1/i
12.	Коэффициент эквивалентности mH	См. табл.4
13.	Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса NHE	NHE=mHNk
14.	Коэффициент долговечности KHL	KHL=
15.	Допускаемое контактное напряжение [sH]	См. табл.6
16.	Предельное допускаемое напряжение [sH]	См. табл.6
17.	Коэффициент эквивалентности mF	См. табл.4
18.	Эквивалентное число циклов нагружения NFE	NFE=mFNk
19.	Коэффициент долговечности KFL	KFL=
20.	Допускаемое напряжение изгиба [sF]	См. табл.7
21.	Предельное допускаемое напряжение [sF]max	См. табл.7
22.	Предварительный коэффициент диаметра червяка q	См. табл.9 Условие жесткости червяка q/z2=0,22…0,4
		Продолжение табл.16
1	2	3
23.	Приведенный модуль упругости Епр	МПа
24.	Межосевое расстояние aw	Расчетную формулу см. табл.3. Полученное значение aw округляют по ряду Ra 40…80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, далее через 10 до 260 и т.д.
25.	Осевой модуль m	m=2aw/(q+z2) Полученное значение m округляем до стандартного значения (см. табл.9).
26.	Коэффициент смещения x	x=aw/m-0,5(q+z2) x£±1 (см. табл.10)
27.	Делительный диаметр червяка d1	d1=mq
28.	Делительный диаметр червячного колеса d2	d2=mz2
29.	Угол подъема винтовой линии червяка g	tgg=z1/q
30.	Окружная скорость червяка V1	V1=pd1n1/60
31.	Уточняем скорость скольжения Vs	Vs=V1/cosg Уточняем выбор материала колеса в зависимости от Vs (см.табл.2). При смене материала необходимо сделать перерасчет.
32.	Уточненное [sH] с учетом фактической Vs	См. табл.6
33.	Окружная скорость червячного колеса V2	V2=pd2n2/60
34.	Коэффициент динамической нагрузки Kv	Kv=1 при Vs £ 3м/с Kv=1…1,3 при Vs ³ 3м/с
35.	Коэффициент концентрации нагрузки Kb	Kb=1 при постоянной нагрузке Kb=1,05…1,2 при переменной нагрузке
36.	Коэффициент деформации червяка q	См. табл.11
		Продолжение табл.16
1	2	3
37.	Коэффициент режима работы передачи X	См. табл.12
38.	Уточненный коэффициент концентрации нагрузки Kb	Kb=1+(z2/q)3(1-X)
39.	Коэффициент расчетной нагрузки KH	KH=KvKb
40.	Коэффициент торцевого перекрытии ea	ea=1,8…2,2 ea=
41.	Угол обхвата колесом червяка 2d	2d»110°»1,75рад
42.	Коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии x	x»0,75
43.	Фактическое контактное напряжение sH	sH= Допустима недогрузка не более 20%, перегрузка – не более 5%. Выход за указанные пределы величины sH требует уточнения ранее найденных параметров передачи.
44.	Нормальный модуль mn	mn=m/cosg
45.	Окружная сила на червячном колесе	Ft2=
46.	Ширина венца червячного колеса b2	b2=0,355aw при z1=1;2 b2=0,315aw при z1=4 Округляем до значения из ряда Ra 40
47.	Число зубьев эквивалентного колеса zv	zv=z2/cos3g
48.	Коэффициент формы зуба YF	Интерполируя данные табл.13
49.	Коэффициент расчетной нагрузки KF	KF=KH
50.	Прочность зубьев по напряжениям изгиба sF	sF=
51.	Угол трения r	См. табл.14
52.	Уточненный h	h=tgg/tg(g+r) отклонение до 10% допустимо.
		Продолжение табл.16
1	2	3
53.	Фактическое передаточное число	iф=z2/z1; Di £ 5% для одноступенчатых редукторов; Di £ 8% для двухступенчатых редукторов.
54.	Максимальное контактное напряжение sHmax	sHmax=
55.	Максимальное напряжение изгиба sFmax	sFmax=
56.	Осевая сила на колесе Fa2	Fa2=Ft1=
57.	Радиальная сила Fr	Fr=Ft2tga/соsg; a=20°; tga=0,364
58.	Диаметр вершин витков червяка da1	da1=d1+2m
59.	Диаметр впадин витков червяка df1	df1=d-2,4m
60.	Длина нарезанной части червяка b1	См. табл.10
61.	Диаметр вершин зубьев колеса da2	da2=d2+2m(1+x)
62.	Диаметр впадин зубьев колеса df2	df2=d2-2m(1,2-x)
63.	Диаметр колеса наибольший daM2	daM2£da2+6m/(z1+2)
64.	Ширина венца колеса b2	b2 = 0,355аw при z1 =1,2 b2 = 0,315аw при z1 = 4
65.	Степень точности	7– ая при vs£ 10 м/с 8– ая при vs£ 5 м/с 9– ая при vs£ 2 м/с |
66.	Тепловая мощность	W=P1(1-h), P1 – мощность на валу червяка
67.	Коэффициент теплоотдачи	К=12…18; К=24…50 при обдуве вентилятором (большие значения при хороших условиях естественного охлаждения)
68.	Температура масла	t1=60…70°C
69.	Температура окружающей среды (воздуха)	t0=20°С

Продолжение табл. 16