Определение сил действующих в зацеплении конических колёс.

Окружная сила:

Радиальная сила шестерни равна осевой силе колеса:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

28

Расчет прямозубой конической передачи

Осевая сила шестерни равна радиальной силе колеса:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

29

Расчет прямозубой конической передачи

Эскиз передачи

RE =132,97

dm2 = 214,71

de2 =212,35

dae2 = 219

b=38

δ2 = 70,3

δ1 =19,7

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчет червячной передачи

7. Расчёт червячной передачи

7.1. Исходные данные для расчёта:

1. Передаточное число – U=20
2. КПД передачи – η=0,96
3. Крутящий момент на валу червяка – T₁= 128,8 H·м;
4. Крутящий момент на валу колеса – T₂=T₁·u·η=128,8·20·0.96=2472,96 H·м
5. Частота вращения червяка – n₁=440,9 мин^-1;
6. Частота вращения колеса –

7.2. Выбор материала для червяка и червячного колеса.

Червяк выполняем из закаленной стали 40Х, витки шлифуем (твёрдость витков HRC 45÷50). Венец червячного колеса – из бронзы АЖ9-4, литьё в землю. В первом приближении принимаем скорость скольжения v_S ≈ 4 м/с. Назначаем степень точности 7-ю.

Из таблиц находим, что для бронзы.

[σ_н]´=160 МПа; [σ_F]´=80 МПа; σ_в=400 МПа;

7.3. Определение допускаемых контактных напряжений.

[σ_н]= [σ_н]´·K_HL,где

-коэффициент долговечности.

Для, червячных колёс, изготовленных из безоловянистой бронзы (σ_в>300 МПа), K_HL=1. Следовательно [σ_н]=160·1=160 МПа.

7.4. Принимаем число заходов червяка - Z₁, число зубьев на колесе Z₂ и коэффициент q.

Принимаем Z₁=2; Z₂=Z₁·u=2·20=40.

-коэффициент диаметра червяка,

q=(8÷13), обычно в предварительных расчётах принимаем q=10.

7.5. Определение межосевого расстояния

,

Где: T₂ –крутящий момент на валу червячного колеса, H·м;

K_H=1.2 –коэффициент расчетной нагрузки(см. раздел 3,4).

7.6. Определение модуля передачи

По ГОСТ 2144-76 (табл.3,5) принимаем

• a_W=400 мм;
• m=16 мм;
• q=10
• Z₂=40

7.7. Определение скорости скольжения червяка

Где d₁ -делительный диаметр червяка, мм

γ –угол подъёма винтовой линии червяка

; γ=26,5°

Т.к. скорость v_s не превышает 5 м/с, остаётся принятые ранее материал на колесе, бронза АЖ9-4 и

[σ_н]´= [σ_н]=160 МПа; [σ_F]´=80 МПа;

[σ_н]= [σ_н]´·

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчет червячной передачи

K_HL;

, где

N_HO=10⁷ –базовое число циклов нагружений

N_HE=60·t₂·n₂ –эквивалентное число перемены напряжений

t₂=5·272·16=21760 ч(при работе 5 лет в две смены; 272 –количество рабочих дней в году).

N_HE=60·21760·22,045=2,8·10⁷

7.8. Определение допускаемых напряжений изгиба

[σ_н]= 160·0,87=139,2 МПа

[σ_F]= [σ_F]´·K_FL

-коэффициент долговечности при работе на изгибную прочность.

N_FO=10⁶ –базовое число циклов перемены напряжений

N_FE= N_HE=28·10⁶;

[σ_F]= 80·0,88=70,4 МПа.

7.9. Проверка принятых размеров на выносливость по контактным напряжениям.

[σ_H]=35,27 МПа < [σ_H] –условие прочности на выносливость по контактным напряжениям соблюдается.

7.10. Определение основных размеров червяка и колеса.

1. Делительный диаметр

1. Диаметр вершин

1. Диаметры впадин

1. Длина нарезанной части червяка (табл. 3,12)

Для шлифуемых червяков при m < 10 мм в₁ увеличиваем на 25 мм.. Принимаем в₁=230 мм.

1. Наружный диаметр колеса (табл. 3,11)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчет червячной передачи

1. Ширина колеса (табл. 3,11)

.

7.11. Проверка принятых размеров на прочность по напряжениям изгиба.

,где

F_t –окружная сила, Н

Y_F –коэффициент формы зуба, определяется с учётом эквивалентного числа зубьев колеса.

По табл. 3,8 находим Y_F =1.55.

K_F=K_H=1.2 –коэффициент расчетной нагрузки.

σ_F2=3.84МПа < [σ_F]=70,4МПа –условие прочности по напряжениям изгиба выполняется.

7.12. Определение КПД червячной передачи

Здесь ρ –угол трения, находим по табл. 3,3 в зависимости от скорости скольжения.

7.13. Определение усилий, действующих червячной передаче.

Окружная сила колеса равная осевому усилию на червяке.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчет червячной передачи

Радиальная сила колеса, равная радиальному усилию на червяке.

Осевая сила колеса равная окружному усилию на червяке.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчет червячной передачи

Эскиз передачи

в1=214,4

І

I

I –I

Fa1

Fa2

Ft2

Ft1

Fr1

Fr2

Список литературы

1. Решетов Д.Н. Детали машин. – М., Высшая школа, 1975.
2. Иванов М.Н. Детали машин. – М., Высшая школа, 1976.
3. ГОСТ 21354 – 75. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные. Расчёты на прочность. – М., издательство стандартов, 1976.
4. Чернавский С.А. и др. Проектирование механических передач. М., «Машиностроение», 1984.
5. Курсовое проектирование деталей машин под редакцией В.Н.Кудрявцева. Л. «Машиностроение»,1984.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Список литературы