Расчет основных параметров червячной передачи

 

Рассчитать межосевое расстояние а_ω червячного редуктора по контактным напряжениям σ_НР, возникающим в зоне зацепления червяка и червячного колеса, по исходным данным, представленным в таблице 2.1.

Определить  модуль червячной передачи  m, передаточное число u, число заходов червяка z₁, диаметры (делительные, вершин и впадин), ширину венца червячного колеса b₂ и длину нарезанной части червяка b₁  (см. рис. 2.1).

Таблица 2.1

Варианты заданий

Вариант	Мощность на валу колеса Р2, кВт	Частота вращения, об/мин.		Материал венца червячного  колеса	Допускаемое напряжение σНР2, МПа
		червяка n1	колеса n2
1	1,5	2840	70	БрОФ 10-1	130
2	2,0	2810	80	БрОНФ	210
3	2,5	2850	60	БрОЦС 6-6-3	118
4	3,0	2880	65	БрОФ 10-1	190
5	3,5	2900	100	БрОЦС6-6-3	134
6	4,0	2940	90	БрОЦС6-6-3	165
7	4,5	2945	125	БрОФ 10-1	130
8	5,0	1470	100	БрОФ 10-1	190
9	5,5	1465	90	БрОНФ	210
10	6,0	1460	80	БрОЦС6-6-3	118
11	6,5	1445	100	БрОЦС6-6-3	134
12	7,0	1430	50	БрОЦС6-6-3	165
13	7,5	1435	60	БрОФ 10-1	130
14	8,0	14I5	70	БрОНФ	210

 

ПРИМЕР расчета:

 

Рассчитать червячную передачу редуктора по следующим данным: мощность на валу червячного колеса P₂ = 3 кВт; n₂ = 100 об/мин; n₁ = 1450 об/мин; нагрузка постоянная, передача нереверсивная, срок службы не ограничен. Материалы: для червячного колеса (венца) – бронза БрОФ 10-1 (литье в кокиль), для которой σ_НР2 = 190 МПа; для червяка – сталь 45, термообработка – закалка ТВЧ при твердости менее НRС 45.

Межосевое расстояние, мм ;
Рис. 2.1. Геометрические параметры червяка и червячного колеса

Передаточное отношение

;
.

Число заходов червяка z₁ выбирается из таблицы 2.2 в зависимости от передаточного отношения.

Таблица 2.2

Рекомендуемые значения z₁

Передаточное отношение u	7 – 13	14 – 27	≥ 28
Число заходов червяка  z1	4	2	1

 

Принимаем z₁ = 2.

Коэффициент полезного действия передачи η_ч.п (табл. 2.3) зависит от числа заходов червяка.

Таблица 2.3

Значения КПД червячных передач

Число заходов червяка z1	1	2	4
КПД передачи ηч.п	0,65 – 0,7	0,7 – 0,75	0,85 – 0.9

 

Принимаем η_ч.п = 0,75.

Вращающий момент на валу колеса, Н·м,

;
.

Угловая скорость червячного колеса, рад/с,

;
.

Ориентировочное значение скорости скольжения, м/с.

,

где Р₁ – мощность на валу червяка_, кВт,

;
.

где η_.п  – КПД одной пары подшипников качения (η_.п  = 0,99 – 0,995).

.

Коэффициент нагрузки

,

где К_β– коэффициент концентрации нагрузи (припостоянной нагрузке К_β = 1);

К_ν – динамический коэффициент, зависящий от скорости скольжения и качества изготовления передачи (табл. 2.4).

Таблица 2.4

Значения коэффициента К_ν

Степень точности	Скорость скольжения, м/с
	до 1,5	свыше 1,5 до 3	свыше 3 до 7,5
8	1,1 – 1,2	1,2 – 1,3	1,4

Примечание. 8-я степень точности назначается для смазываемых передач закрытого типа с механическим приводом.

 

.

Число зубьев колеса

;
.
.

Число зубьев колеса z ₂ следует округлять до целого.

Коэффициент диаметра червяка  q  рекомендуется принять:

;
.

Значение q округляем до стандартного значения (табл. 2.5): q = 8.

Таблица 2.5

Коэффициент диаметра червяка q  (ГОСТ 19672-74)

1-й ряд	6,3		8		10		12,5		16		20		25
2-й ряд	-	7,1		9		11,2		14		18		22,4		-

Примечание. Допускается принимать q = 7,5 и 12.

 

Межосевое расстояние, мм

;
.

 

Модуль передачи, мм

;
.

Значение модуля следует принять ближайшее стандартное (табл. 2.6): .

Таблица 2.6

Модули червячной передачи (ГОСТ 19672-74)

1-й ряд	2,5		3,15		4	5	6,3		8	10	12,5	16	20
2-й ряд	-	3		3,5		6		7		12		-	-

 

 

Диаметр делительный червяка, мм

;
.

Диаметр вершин витков, мм

;
.

Диаметр впадин, мм

;
.

Диаметр делительной окружности колеса, мм

;
.

Диаметр окружности вершин зубьев, мм

;
.

Диаметр колеса наибольший, мм

;
.

Диаметр впадин, мм

Длина нарезанной части червяка, мм

, при  и
, при
.

Значение b₁ округляется до целого числа: мм.

Ширина венца колеса, мм

,  при  и
,   при
.

Значение b ₂ округляется до целого числа: мм.

Фактическое межосевое расстояние, мм

;
.

 

Задача 3

 

 

Зная частоты вращения входного n₁ и выходного n₂ валов коническо-цилиндрического редуктора и числа зубьев конических шестерни и колеса (z₁ и z₂ соответственно) определить передаточные числа редуктора u и каждой из ступеней передачи (конической u_к и цилиндрической u_ц).

 

Варианты заданий

Вариант