Розрахунок зубців черв’ячного колеса

НА КОНТАКТНУ ВТОМУ

, – (H), – (мм), – (мм),

 

де – коефіцієнт, що враховує механічні властивості матеріалів черв'яка та черв’ячного колеса: = 210 МПа для поєднання матерiалiв сталь-бронза, = 215 МПа для поєднання матерiалiв сталь-чавун;

– коефіцієнт, що враховує форми спряжених поверхонь виткiв черв’яка та зубців колеса, =1,8;

– коефіцієнт сумарної довжини контактних ліній: ,

де =1,8...2,2 – торцевий коефіцієнт перекриття,

– коефіцієнт динамічного навантаження (табл. 4.9).

 

Таблиця 4.9 – Орієнтовні значення коефіцієнту динамічного

навантаження

 

Ступінь точності	Vs
<1,5	1,5...3	3...7,5	7,5...12
	- 1,15 1,25	- 1,1 1,25 -	1,1 1,4 -	1,1 1,2 - -

 

– див.п.4.3. розрахунку.

Виконання умови забезпечує стійкість активних поверхонь зубців колеса проти втомного руйнування та заїдання. У розрахунках допускається :

 

; .

При невиконанні цієї умови треба змінити розміри передачі.

 

РОЗРАХУНОК ЗУБЦIВ ЧЕРВ’ЯЧНОГО КОЛЕСА ПРИ ЗГИНI

,

– коефіцієнт форми зубців (табл. 4.10).

 

Таблиця 4.10 – Значення коефіцієнту форми зубців

 

	1,80	1,76	1,71	1,64	1,61	1,55	1,48	1,45	1,40	1,34	1,30	1,27

– еквівалентне число зубців колеса: ; ;

= 1,45;

– коефіцієнт перекриття зубцiв, у розрахунках можна брати = 0,75;

– коефіцієнт нахилу зубців:

;

K_FB=K_HB – коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширини вінця колеса;

K_FV=K_HV – коефіцієнт динамічного навантаження;

– (H), – (мм), m – (мм).

Втомна міцність зубцiв при згинi забезпечується тоді, коли розрахункове напруження менше вiд допустимого:

.

 

ПЕРЕВІРКА ЧЕРВ’ЯКА НА ЖОРСТКІСТЬ

Розрахункова стріла прогину черв’яка у (мм): ,

Рівнодіюча колової та радіальної сил:

Осьовий момент інерції перерізу черв’яка:

;

Приймаємо відстань між опорами черв’яка:

; .

При модуля пружності для сталі МПа.

де F – (H), l – (мм), E – (МПа), I – (мм⁴).

 

Допустима стріла прогину ; .

Жорсткість черв’яка достатня, якщо < [ ]. Інакше підвищуємо коефіцієнт діаметра q.

,

 

ККД черв’ячної передачі

,

де – зведений кут тертя (табл. 4.11)

 

Таблиця 4.11 – Орієнтовні значення зведеного кута тертя

 

Vs, м/с		Vs, м/с
0,1	4^034^’-5^009^’		1^019^’-1^043^’
1,0	2^035^’-3^008^’		1^002^’-1^029^’
	2^000^’-2^035^’		0^055^’-1^022^’
	1^036^’-2^000^’		0^048^’-1^009^’

 

Розрахункове значення ККД необхідно порівняти з попередньо вибраним (див. енерго-кiнематичний розрахунок): .

ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК РЕДУКТОРА

Температура мастила в картерi редуктора:

,

де – (кВт), – (м²);

– коефіцієнт тепловіддачі:

- =9...17 Вт/(м∙с) – залежно вiд швидкості повітря, що омиває корпус редуктора;

- =20...28 Вт/(м∙с) – якщо корпус обдувається вентилятором, установленим на валу черв’яка;

– температура повітря =20 ⁰С;

[ ] = 60...90 ⁰C – допустима температура мастила.

Площа тепловiддаючої поверхні редуктора, (м²): , де – (м):

.

Якщо виготовити ребристий корпус редуктора, то .

Корпус обдувається вентилятором, встановленим на валу черв’яка.

 

Таблиця 4.12 – Табличний звіт розрахунків

Параметри черв’ячної передачі	Значення
черв’як	колесо
Швидкість ковзання в зчепленні Vs, м/с	4,75
Матеріал	40X	БРА9ЖЗЛ
Допустимі напруження: - контактні[ ], МПа - на згин [ ], МПа
-
-	103,65
Дiючi напруження: - контактні , МПа - на згин , МПа
-	187,17
-	21,62
Міжосьова відстань Aw, мм	151,25
Модуль m, мм
Коефіцієнт діаметра черв’яка q, мм	12,5
Ділильний діаметр d, мм	62,5

Закінчення таблиці 4.12

Параметри черв’ячної передачі	Значення
черв’як	колесо
Ширина вінця черв’ячного колеса b2, мм	-
Довжина нарізаної частини черв'яка b1, мм	69,4	-
Сили у зчепленні: Ft2=Fa1, H Fr2=Fr1, H Fa2=Ft1, H
4,27·10^3
1,55·10^3
683,2
Температура мастила в картері редуктора tм, ^0С	75,51