Проверка условия прочности по контактным

И изгибным напряжениям

Находим действующее напряжение в контакте витка червяка и зуба колеса:

Сравнивая действующее напряжение с допускаемым,
σ_H<σ_Ha, убеждаемся в том, что условие прочности по контактным напряжениям выполнено.

Приведенное число зубьев

Окружная сила на колесе F_t2

Значения коэффициентов концентрации К_Fβ и динамичности нагрузки К_Fν выбираем в соответствии с рекомендациями [16, 17].

Коэффициент формы зуба для рассчитанного значения приведенного числа зубьев z_2ν выбирается по табл. 4.15.

Таблица 4.15 Коэффициенты формы зуба червячного колеса Y_F

z_ν	Y_F	z_ν	Y_F	z_ν	Y_F	z_ν	Y_F
20 24 26 28	1,98 1,88 1,85 1,80	30 32 35 37	1,76 1,71 1,64 1,61	40 45 50 60	1,55 1,48 1,45 1,40	80 100 150 300	1,34 1,30 1,27 1,24

Т епловой расчет червячного редуктора

Поскольку червячная передача, в отличие от цилиндрических и конических передач, работает с бóльшим тепловыделением, то для предотвращения чрезмерного нагрева масла необходимо проводить тепловой расчет червячного редуктора. Такой расчет носит проверочный характер и заключается в определении температуры масла внутри корпуса редуктора в режиме установившегося теплообмена на основе уравнения теплового баланса.

Окружная скорость

Скорость скольжения

Приведенный коэффициент трения между червяком и колесом определяется по табл. 4.16.

Таблица 4.16 Приведенные коэффициенты трения f' и углы трения ρ'

между витками червяка и зубьями колеса [16, 17]

V _s, м/с	f¹	ρ¹	V _s, м/с	f¹	ρ¹
0,01	0,1 – 0,12	5˚40' -6˚50'	2,5	0,03 – 0,04	1˚40' - 2˚20'
0,1	0,08 – 0,09	4˚30' -5˚10'	3,0	0,028 – 0,035	1˚30' - 2˚00'
0,25	0,065 – 0,075	3˚40' -4˚20'	4,0	0,023 – 0,030	1˚20' - 1˚40'
0,5	0,055 – 0,085	3˚10' -3˚40'	7,0	0,018 – 0,026	1˚00' - 1˚30'
1,0	0,045 – 0,055	2˚30' -3˚10'	10,0	0,016 – 0,024	0˚55' - 1˚20'
1,5	0,04 – 0,05	2˚20' -2˚50'	15,0	0,014 – 0,020	0˚50' - 1˚10'
2,0	0,035 – 0,045	2˚00' -2˚30'

Коэффициент полезного действия червячной передачи

Мощность редуктора на выходе в кВт:

Требуемая мощность на входе в редуктор

Примерную площадь поверхности теплоизлучения А можно получить суммированием площадей элементов корпуса редуктора, используя рекомендованную для этого зависимость [16, 17]:

А = 12а^1,7 .

В этом выражении межосевое расстояние указывается в метрах.

Температура масла в редукторе в отсутствие вентилятора при значении коэффициента теплоотдачи К_t = 12 равна:

Пользуясь данными табл. 4.17 для указанной в условии частоты вращения на входе, принимают значение коэффициента теплоотдачи К_t, и рассчитывают температуру масла.

Таблица 4.17 Приближенные значения коэффициента теплоотдачи К₁при использовании вентилятора [16, 17]

Частота вращения вентилятора n, об/мин	750	1000	1500	3000
К_t, Вт(м²град с)	17	21	29	40

Если t > t_a = 95˚C , то в редуктор необходимо ставить вентилятор или увеличивать площадь поверхности корпуса.

Определение геометрических размеров передачи

Диаметр вершин витков червяка

d_a1=d₁+2h_am.

Диаметр вершин зубьев червячного колеса

d_a2 = d₂ + 2 (h_a + x)m .

Наибольший диаметр червячного колеса

d_aM2 = d_a2 + 6m / (z₁ + 2) .

b₂

d_f2 d₂ d_a2 d_aM2

Рис. 4.4 Конструктивные размеры червячного колеса

Длина нарезанной части червяка b₁ сначала предварительно определяется по формуле с помощью табл. 4.18, а затем округляется до ближайшего целого значения.

Таблица 4.18 Длина нарезанной части червяка b₁

Х	z₁ = 1 и 2	z₁ = 3 и 4
-1,0	b₁ (10,5+0,06z₂)m	b₁ (10,5+0,09z₂)m
-0,5	b₁ (8+0,06z₂)m	b₁ (9,5+0,09z₂)m
0,0	b₁ (11+0,06z₂)m	b₁ (12,5+0,09z₂)m
0,5	b₁ (11+0,1z₂)m	b₁ (12,5+0,1z₂)m
1,0	b₁ (12+0,1z₂)m	b₁ (13+0,1z₂)m