Червячный двухступенчатый редуктор (стр. 2 из 8)
Уменьшим передаточное число на червячной передаче в пользу зубчатого зацепления, выполняя условие
с целью увеличения КПД редуктора. 
Вычислим частоты вращения:
Вычислим вращающий момент:
Таблица 1.3
Результаты энергокинематического расчета (Вариант №3)
| вал | i | Т Н × м | n об/мин | N Вт | |
| эл. двигатель | клинорем. передача | 2 | 8,2 | 2850 | 2056,5 |
| быстроходный | 18,4 | 1421 | 1954,5 | ||
| червячная передача | 35 | ||||
| промежуточный | 357 | 40,6 | 1517 | ||
| зубчатая передача | 4,06 | ||||
| тихоходный | 1350 | 10 | 1413,45 | ||
| муфта. | 1 | ||||
| выходной, вал привода | 1350 | 10 | 1413,45 | ||
Червячные передачи рассчитываются по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. Чаще всего в червячных передачах наблюдается износ и заедание, а не выкрашивание поверхности зубьев. Для предупреждения заедания ограничивают контактные напряжения. Интенсивность износа также зависит от значения контактных напряжений.
Интенсивность износа зависит также от значения контактных напряжений. Поэтому расчёт по контактным напряжениям для червячных передач является основным. Расчёт по напряжениям изгиба проводится при этом как проверочный.
Основное уравнение расчёта на прочность по контактным напряжениям [3,стр.181]:
где qч - удельная нагрузка;
Епр и rпр. - приведённые модуль упругости и радиус кривизны.
Расчёт на прочность по напряжениям изгиба проводится по формуле [3,стр.182]:
где KF – коэффициент расчётной нагрузки;
YF – коэффициент формы зуба.
Цель расчета: определение контактных и изгибных напряжений и основных геометрических параметров червячной передачи.
Рис. 2.1 Червячная передача
Материал для зубчатого венца червячного колеса выбираем, исходя из скорости скольжения:
Вариант №1.
Вариант №2.
Вариант №3.
Vs = 2…5 м/с - II группа – безоловянные бронзы и латуни. Возьмем Бр А9Ж4.
Закалка дает твердость 45..55НRC.
Таблица 2.1
Исходные данные для расчета на ЭВМ
| № п/п | Наименование параметра | Размерность | Значение параметра | ||
| экран 1 (эксплуатационные параметры) | 1 | 2 | 3 | ||
| 1 | ресурс передачи t | час | 3000 | 3000 | 3000 |
| 2 | частота вращения вала колеса nпр | об/мин | 44 | 36 | 40,6 |
| 3 | вращающий момент на червячном колесе Тпр | н × м | 329,4 | 402,6 | 357 |
| 4 | передача | - | нереверсивная | ||
| 5 | режим нагружения | - | 8 | ||
| экран 2 (технологические и конструктивные параметры) | |||||
| 6 | степень точности | - | 7 | ||
| 7 | твердость поверхности витков червяка | - | 45…55 HRC | ||
| 8 | материал венца червячного колеса | - | Бр А9Ж4 | ||
| 9 | способ отливки | - | Отливка в землю | ||
| 10 | передаточное число i | - | 32 | 39 | 35 |
| 11 | межосевое расстояние аw | мм | произвольное | ||
| 12 | прогиб червяка допускаемый | - | 0,005 модуля | ||
Таблица 2.2
Результаты расчета
| варианты расчета | ||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| Число заходов червяка | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 |
| Число зубьев червячного колеса | 32 | 65 | 39 | 78 | 35 | 70 |
| Передаточное число | 32 | 32,5 | 39 | 39 | 35 | 35 |
| Модуль осевой [мм] | 8 | 4 | 6 | 3 | 6 | 3 |
| Межосевое расстояние [мм] | 160 | 155 | 144 | 148 | 132 | 135 |
| Коэффициент полезного действия | 0,78 | 0,78 | 0,77 | 0,78 | 0,80 | 0,81 |
| Коэффициент смещения червяка | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Коэффициент диаметра червяка | 8 | 12,5 | 9 | 16 | 9 | 16 |
| Диаметр червяка [мм]: | ||||||
| Делительный | 64 | 50 | 54,0 | 50,4 | 54 | 50 |
| Вершин | 80 | 58 | 66 | 56,7 | 66 | 56 |
| Впадин | 44,8 | 40,4 | 39,6 | 42,8 | 39,6 | 40,4 |
| Длина нарезанной части червяка [мм] | 128 | 85 | 105 | 74 | 104 | 80 |
| Диаметр колеса [мм]: | ||||||
| Делительный | 256 | 260 | 234 | 245,7 | 210 | 220 |
| Вершин | 272 | 268 | 246 | 252 | 222 | 226,8 |
| Наибольший | 288 | 274 | 258 | 256,7 | 234 | 230 |
| Ширина зубчатого венца колеса [мм] | 60 | 43,5 | 49,5 | 42,5 | 49,5 | 42 |
| Условный объем венца колеса [куб.см] | 1586 | 630 | 938 | 492 | 841 | 440 |
| Cилы в зацеплении [Н]: | ||||||
| Окружная червяка | 487 | 600 | 687 | 727 | 472 | 697 |
| Окружная колеса | 3235 | 3185 | 4764 | 4537 | 3619 | 3570 |
| Радиальная | 1177 | 1159 | 1734 | 1651 | 1352 | 1299 |
| Окружная скорость червяка [м/с] | 4,7 | 3,7 | 2,9 | 2,7 | 4,0 | 3,7 |
| Скорость скольжения [м/с] | 4,8 | 3,8 | 2,9 | 2,7 | 4,0 | 3,8 |
| Контактные напряжения [МПа]: | ||||||
| При расчете на выносливость | ||||||
| Расчетные | 147 | 163 | 202 | 199 | 180 | 197 |
| Допускаемые | 181 | 205 | 228 | 233 | 199 | 233 |
| При расчете на прочность | ||||||
| Расчетные | 207 | 231 | 286 | 282 | 255 | 278 |
| Допускаемые | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 |
| Изгибные напряжения в зубьях колеса [МПа]: | ||||||
| При расчете на выносливость | ||||||
| Расчетные | 8 | 16 | 17 | 29 | 13 | 19 |
| Допускаемые | 77 | 77 | 75 | 75 | 78 | 78 |
| При расчете на прочность | ||||||
| Расчетные | 16 | 33 | 34 | 57 | 26 | 38 |
| Допускаемые | 160 | 160 | 160 | 160 | 160 | 160 |
| Прогиб червяка [мм] | ||||||
| Расчетный | 0,007 | 0,014 | 0,014 | 0,013 | 0,007 | 0,007 |
| Допускаемый | 0,040 | 0,020 | 0,030 | 0,016 | 0,030 | 0,020 |
Расчет зубчатой передачи производится по контактной выносливости и по напряжениям изгиба.
Проверка зубчатой передачи на выносливость по контактным напряжениям для косозубых передач выполняется по формуле:
,где KH =КНβКНVКНa – коэффициент нагрузки. Значения КНβ зависят от твердости зубьев, а КНV - от твердости и окружной скорости. Коэффициент КНa учитывает условия монтажа косозубой передачи и в зависимости от окружной скорости зубчатых колёс и степени точности изготовления.
Межосевое расстояние определяется по формуле:
Рис. 3.1 Зубчатое зацеплениегде коэффициент Ка - для косозубых передач принимается 43,0; [2, c 32]
u – передаточное число; Т2 – крутящий момент на колесе; [σН] – допускаемое контактное напряжение на поверхности зубьев колёс.
[σН]= σН lim bКНL /
,