Проверочные расчеты конической передачи

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 20Следующая ⇒

Определяют среднюю окружную скорость, м/с:

Назначают степень точности изготовления колес – 6, 7, 8 или 9 (см. п. 4.2.1.3).

Уточняют коэффициент нагрузки:

где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (таблица 4.12);

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (таблица 4.13);

- динамический коэффициент (таблица 4.14).

Проверяют условие прочности зубьев по контактным напряжениям

МПа.

Допускается недогрузка до 10% и перегрузка до 5%. Если условие прочности не выполняется, то увеличивают . Если это не дает должного эффекта, то назначают другие материалы и расчет повторяют.

Проверяют условие прочности зубьев по напряжениям изгиба.

Определяют приведенное число зубьев:

Определяют по ГОСТ 21354 коэффициенты формы зуба и (таблица 4.15).

Проводят сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса … , … .

Дальнейший расчет ведут по минимальному значению найденных отношений. Определяют коэффициент нагрузки при изгибе:

где = 1,0 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (таблица 4.16);

- коэффициент динамичности (таблица 4.17).

Проверяют условие прочности зубьев на изгиб:

, МПа.

Возможна большая недогрузка.

Если условие прочности не выполняется, то назначают другие материалы и расчет повторяют.

Определение сил, действующих в зацеплении, Н (рисунок 3.31)

Окружные силы:

где Т₁ и Т₂ – вращающие моменты на шестерне и колесе, Н·мм;

и - средние диаметры шестерни и колеса, мм.

Осевая сила шестерни равна радиальной силе колеса:

где α = 20^о – угол зацепления.

Радиальная сила шестерни равна осевой силе колеса:

Сила нормального давления:

Червячные передачи

Из кинематического расчета принимают: моменты на валах Т₁, Т₂ , Н·мм; угловые скорости , с^-1; частоту вращения n ₁ , n ₂, об/мин; передаточное число u ₁₂ –червячной передачи.

Выбор материала колеса и червяка и определение допускаемых напряжений

В большинстве случаев червячные колеса делают составными (бандажированная конструкция): венец из бронзы, а центр – из чугуна. При скорости скольжения V_s до 25 м/с применяют оловянистые бронзы. При V_s до 7…8 м/с – более дешевые безоловянистые бронзы.

Предварительно скорость скольжения определяют:

V_s =4 n ₁∙10^-5 ∙ , м/с.

Например, скорость скольжения V_s = 5 м/с.

По таблице 4.18 принимают материал для венца червячного колеса. Например, бронза безоловянистая БрАЖ-9-4Л отливка в песчаную форму. Допускаемое контактное напряжение: (таблица 4.18).

Если в этой таблице нет значения , то его рассчитывают по формуле

где - значение допускаемых контактных напряжений по таблице 4.19;

- коэффициент долговечности:

где N_O _Н = 10⁷ – базовое число изменения циклов напряжений;

N = 60 n₂t_Σ – суммарное число изменения циклов напряжений;

n₂ - частота вращения червячного колеса, об/мин;

t_Σ = 20000 час. – срок службы привода.

Во всех случаях 0,67 ≤ .

Допускаемое напряжение изгиба:

где - допускаемые напряжения изгиба (таблица 4.19);

- коэффициент долговечности:

где N_OF = 10⁶ – базовое число изменения циклов напряжений;

= 60 n ₂ t – суммарное число изменения циклов напряжений.

Во всех случаях 0,43 ≤ K_FL ≤ 1,0.

Для выбранной бронзы принимают червяк из стали 45 с закалкой до твердости HRC ≥ 45 с последующим шлифованием витков (таблица 4.18).

Определение размеров и параметров червячного зацепления (рисунок 3.34)

Число заходов червяка и число зубьев колеса:

- при передаточном числе u=8÷14 рекомендуется принимать z ₁=4;

- при u =14÷30 - z₁=2;

- при u >30 - z ₁=1;

тогда: .

Принимают расчетные коэффициенты:

- коэффициент нагрузки К = 1,2;

- коэффициент диаметра червяка рекомендуется назначить по соотношению q≈0,25∙ z₂, которое необходимо затем округлить до стандартного значения по ГОСТ 19672 и ГОСТ 2144.