Расчеты механических передач (стр. 32 )

Допускаемые напряжения изгиба при статической перегрузке передачи:

(41)

3.3 Расчет на контактную выносливость

3.3.1 Расчет проектировочный (предварительный)

Его основная цель – определение межосевого расстояния передачи из условия контактной выносливости зубьев колеса.

Расчетные формулы:

(42)

или, приняв

. (43)

Рассчитанное значение межосевого расстояния должно быть округлено до ближайшего большего стандартного (табл. 50).

Таблица 50 – Межосевые расстояния червячных передач по ДСТУ 2458-98

а, мм

63

80

100

125

140

160

180

200

225

250

280

315

3.3.2 Расчет проверочный

3.3.2.1 Проверка контактной выносливости зубьев колеса

Его основная цель – определение контактных напряжений при окончательно принятых параметрах передачи. Эти напряжения не должны превышать напряжений допускаемых.

Расчетные формулы:

, (44)

. (45)

.

Это означает, что недогруз передачи допустим не более 20%, перегруз – не более 5%. Выход за указанные пределы величины требует уточнения ранее найденных параметров передачи.

Значения коэффициентов, вошедших в расчетные формулы, приведены в табл. 51.

Таблица 51 – Усредненные значения коэффициентов для расчетов на контактную выносливость

Сочетание материалов червяк – колесо
Сталь – бронза	8600	310	6550
Сталь – латунь	8250	300	6350
Сталь – чугун	7650	285	6050

при α = 20º; γ = 7…10º;

3.3.2.2 Проверка изгибной выносливости зубьев колеса

Основная ее цель – определение расчетных изгибных напряжений в зубьях колеса. Эти напряжения не должны превышать напряжений допускаемых. Расчетные формулы:

(46)

или

. (47)

Значения коэффициента формы зуба червячного колеса приведены в табл. 52.

Таблица 52 – Коэффициент формы зуба червячного колеса

	20	24	26	28	30	32	35	37
	1,98	1,88	1,85	1,80	1,76	1,71	1,64	1,61
	40	45	50	60	80	100	150	300 и более
	1,55	1,48	1,45	1,40	1,34	1,30	1,27	1,24

Расчетная нагрузка или расчетный момент могут быть получены умножением соответствующих номинальных величин на коэффициент нагрузки .

Коэффициенты нагрузки приближенно можно выбирать с учетом следующих рекомендаций:

(48)

где – коэффициент динамичности, зависит от степени точности передачи и скорости скольжения, для наиболее распространенных степеней точности передач 7, 8 и скоростей скольжения  = 1,5...7,5 м/с значения = 1,0...1,3;

– коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии, приближенно =1,03...1,1 (меньшее значение – при большей величине ).

Для проектировочных расчетов можно принимать . Значения начального коэффициента концентрации принимают по рис. 10.

Рисунок 10 – График для определения начального коэффициента концентрации

3.3.2.3 Проверка статической изгибной прочности зубьев
колеса

Основная ее цель – определение расчетных изгибных напряжений в зубьях колеса при действии на передачу наибольших кратковременных (статических) перегрузок. Эти напряжения не должны превышать напряжений допускаемых.

Расчетное условие –

(49)

где или .

3.3.2.4 Проверка передачи на теплостойкость

Основная ее цель – определение расчетной температуры нагрева в процессе эксплуатации передачи. Эта температура не должна превышать температуру, допустимую для выбранного сорта масла.

Расчетное условие:

(50)

Для расчета необходимо уточненное определение коэффициента полезного действия передачи:

(51)

Рекомендации для выбора коэффициента теплопередачи приведены в табл. 53. При выборе можно воспользоваться рекомендациями табл. 54

Таблица 53 – Значения коэффициента теплопередачи в червячных редукторах

Охлаждение естественное	Охлаждение искусственное
Слабая циркуляция окружающего воздуха, загрязнённая поверхность корпуса, наличие внутренних рёбер, препятствующих подвижности масла	Хорошая циркуляция окружающего воздуха, чистая поверхность корпуса, отсутствие внутренних перегородок, рёбер	Вентиляционный обдув воздухом окружающей среды при температуре 20…25ºС	Вентиляционный обдув охлаждённым воздухом, наличие внутри корпуса змеевика с проточной холодной водой
8…10	12…17	18…24	25…35

Под площадью поверхности теплоотдачи St понимается внешняя часть корпуса, которая омывается или обрызгивается изнутри маслом. Если для увеличения внешней поверхности на корпусе сделаны ребра, выступы, бобышки, в состав теплоотдающей поверхности включается только 70 % их внешней площади. В проектном расчете площадь поверхности теплоотдачи ориентировочно можно рассчитать, как или выбрать из табл. 55.

Таблица 54 – Значения приведенных коэффициентов и углов трения

Таблица 55 – Рекомендации по выбору St

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

Отношение в формуле (50) следует понимать как поправку на переменность режима нагружения. Имея в виду циклограмму нагружения (см. рис. 9),