Проверка величины расчетного контактного напряжения

,

при этом должно выполняться условие:

.

5.14. Проверка контактной прочности при кратковременных перегрузках (см. п. 4.16)

Проверка прочности зубьев шестерни и колеса на изгиб

,

где F_t=2T₂/(mz₂) – окружная сила, Н; значение К_F определяется так же как и для цилиндрических зубчатых колес (см. пояснения к формуле (12); коэффициент формы зуба Y_F определяется в зависимости от эквивалентного числа зубьев z_υ=z/cosδ.

5.16. Проверка прочности зубьев на изгиб при кратковременных перегрузках (см. п. 4.18)

5.17. Определение основных геометрических параметров конической передачи (табл. 12) и сведение основных результатов расчетов

в табл. 13

Таблица 12

Геометрические параметры конических прямозубых колес по

ГОСТ 19624-74 (при α=20˚, δ₁+ δ₂=90˚)

Параметр	Обозначение	Формула
Внешний делительный диаметр, мм	de	de2 по формуле (13) de1= de2/i
Внешний окружной модуль, мм	me	по п. 5.4
Число зубьев: шестерни колеса	z1 z2	по п. 5.4
Внешнее конусное расстояние, мм	Re	Re=0,5 de/ sinδ
Ширина зубчатого венца, мм	b	b=0,285 Re
Cреднее конусное расстояние, мм	R	R= Re-0,5b
Средний окружной модуль, мм	m	m=meR/ Re
Cредний делительный диаметр, мм	d1 d2	d1=mz1 d2=mz2
Угол делительного конуса, град	δ	δ2=arctg(z2/z1) δ1=90- δ2
Внешняя высота зуба, мм	he	he=2,2me
Внешняя высота головки зуба, мм	hае	hae=me
Внешняя высота ножки зуба, мм	hfe	hfe=1,2me
Внешний диаметр вершин зубьев, мм	dae1 dae2	dae1= de1+2haecosδ1 dae2= de2-2hfecosδ2

 

 

Таблица 13

Основные параметры конической передачи

Наименование параметра	Обозначение и величина
Вращающий момент на колесе, Н·м Угловые скорости валов, рад/с   Внешние делительные диаметры, мм шестерни колеса Внешнее конусное расстояние, мм Внешний окружной модуль, мм Средний окружной модуль, мм Угол делительного конуса, град шестерни колеса Ширина зубчатого венца, мм Число зубьев шестерни колеса Внешний диаметр вершин зубьев колеса, мм шестерни,мм Степень точности Силы в зацеплении, Н	Т2 ω1= ω2=   de1= de2= Re= me= m=   δ1= δ2= b= z1= z2= dae2= dae1=   Ft= Fr1= Fa2= Fr2= Fa1=

 

Последовательность проектного расчета червячных

Передач

Выбор материалов червяка и зубчатого венца колеса. Определение допускаемых напряжений

 

Для червяков принимают те же марки сталей, что и для зубчатых колес (см. табл. 1). Улучшенные червяки (< 350HB) применяют для передач мощностью до 1 кВт при малой длительности работы.

Для длительно работающих передач большей мощности применяют червяки с твердостью > 45HRC со шлифованной или полированной поверхностью витков.

Выбор материала для зубчатого венца колеса (см. табл.14) связан со скоростью скольжения, которую ориентировочно можно определить по формуле:

,

где n₁ – частота вращения червяка, мин^-1; Т₂ – момент на валу червячного колеса, Н·м.

Коэффициент С_υ учитывает интенсивность изнашивания материала, зависит от скорости скольжения:

v_s, м/с 4 5 6 7 8

С_υ 1,0 0,95 0,88 0,83 0,9

Допускаемые напряжения на изгиб

[σ]_F=(0,25 σ_T+0,08 σ_B)K_FL для 1 и П групп;

[σ]_F=0,22 σ_ВИK_FL для Ш группы.

Предельно допускаемые напряжения при кратковременных перегрузках:

[σ]_Нпр=4σ_T; [σ]_Fпр=0,8σ_T для 1 группы;

[σ]_Нпр=2σ_T; [σ]_Fпр=0,8σ_T для П группы;

[σ]_Нпр=1,65σ_ВИ; [σ]_Fпр=0,75σ_ВИ для Ш группы.

K_НL- коэффициент долговечности при расчете на контактную прочность:

K_FL- коэффициент долговечности при расчете на изгиб:

Здесь N_HE и N_FE – число циклов нагружения зубьев колеса за весь срок службы передачи, определяются по формулам (3) или (4), но при определении N_HE в формуле (4) m=4, при определении N_FE m=9.

Значения K_НL, принимаемые к расчету, могут быть в пределах 0,67 < K_НL < 1,15, значения K_FL в пределах 0,543 < K_FL < 1.

Для реверсивных передач значение [σ]_F уменьшают на 20%.

 

Таблица 14

Материалы и допускаемые контактные напряжения

для венцов червячных колес

Группа	Материал	Способ отливки	σВ, МПа	σТ, МПа	[σ]Н, МПа
	Бр 010Н1Ф1 vs < 25м/с	Ц			Сυ0,9 σВКHL
Бр 010Ф1 vs < 12м/с	К З
Бр 05Ц5С5 vs < 8м/с	К З			Сυ0,9 σВКHL (Сυ0,9 σВКHL)*
П	Бр А10Ж4Н vs < 5м/с	Ц К			300-25 vs (275-25 vs)*
Бр А10ЖЗМц1,5 vs < 5м/с	К З
Бр А9Ж4 vs < 5м/с	Ц К З
Л66А6ЖЗМц2 vs < 4м/с	Ц К З			275-25 vs (250-25 vs)*
Ш	СЧ 18 СЧ 15 vs < 2м/с	σВИ=355 МПа σВИ=315 МПа	200-35 vs (175-35 vs)*

 

Способы отливки: К – в кокиль, Ц – центробежный, З – в землю (единичное производство).

* Для закаленных ТВЧ червяков со шлифованными витками.

Определение межосевого расстояния

, мм,

где Т₂ – момент на валу червячного колеса, Н·мм.

По ГОСТ 2144-76 выбирают ближайшее значение а_w из ряда, мм: 80, 100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315…

Назначение числа заходов червяка в зависимости от

Передаточного отношения

i 3…14 15…30 30

z₁ 4 2 1

и определение числа зубьев червячного колеса z₂= z₁·i.

6.4. Определение значений модуля m=(1,4…1,7)a_w/z₂

и коэффициента диаметра червяка q=(2a_w/m)-z₂

По ГОСТ 2144-76 окончательно принимают значения m и q из рядов:

m, мм q

2,5; 3,15; 4; 5 8; 10; 12,5; 16; 20

6,3; 8; 10; 12,5 8; 10; 12,5; 14; 16; 20

8; 10; 12,5; 16

При этом из условия жесткости червяка должно выполняться условие

q > 0,212z₂.