ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
3.2.1. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАКРЫТЫХ ПЕРЕДАЧ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Схема редуктора
, 
, Н·м; 
, 
, мин-1; 
.
.
, 
, 
, 
, МПа.
1 РАСЧЕТ МЕЖОСЕВОГО РАССТОЯНИЯ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ
1.1 Расчет межосевого расстояния, мм
где 
- для прямозубых передач;
где 
- для косозубых передач;
- коэффициент ширины шестерни относительно межосевого расстояния
;
- коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра;
; (таблица 2.4)
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;
; (рисунок 2.4 а, б)
- коэффициент внешней динамической нагрузки (таблица 2.5).
1.2 Ширины венцов, мм.
- зубчатого колеса 
;
- шестерни 
.
Величины 
и 
округляются до целых чисел, мм.
Дальнейший расчет выполняется отдельно для косозубых и прямозубых передач.
КОСОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ ( 
)
1.3 Величину 
округляют до ближайшего значения 
, мм ( 
) в соответствии с ГОСТ (таблица 2.6).
1.4 Принимаем предварительно
- число зубьев шестерни 
,
- угол наклона зуба 
,
определяют модуль зацепления, мм
и округляют его до ближайшей величины 
, мм ( 
) в соответствии с ГОСТ (таблица 2.7)
1.5 Суммарное число зубьев передачи 
. 
округляют до ближайшего целого числа 
.
1.6 Действительный угол наклона зуба 
, (точность расчета – 4 знака после запятой). 
.
1.7 Число зубьев шестерни 
. 
округляют до целого числа ( 
).
Число зубьев зубчатого колеса 
.
|
|
|
1.8 Действительно передаточное число 
.
1.9 Диаметры зубчатых колес, мм
- начальных 
;
- вершин зубьев 
;
- ножек зубьев 
.
Проверка 
, мм.
(Точность расчетов – 2 знака после запятой).
Рассчитанные параметры и размеры колес – рисунок 2.5.
Дальнейший расчет пункты 2, 3, 4, 5
Таблица 2.4 – Рекомендуемые значения коэффициента ширины шестерни относительно ее диаметра 
| Расположение колес относительно опор | Твердость рабочих поверхностей зубьев | |
| 
| |
| Симметричное | 0,8...1,4 | 0,4...0,9 |
| Несимметричное | 0,6...1,2 | 0,3...0,6 |
| Консольное | 0,3...0,4 | 0,2...0,25 |
Таблица 2.5 – Значение коэффициента внешней динамической нагрузки 
| Режимы нагружения двигателя | Режим нагружения ведомой машины | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||
| 1 | Равномерный | 1,00 | 1,25 | 1,50 | 1,75 | ||
| 2 | С малой неравномерностью | 1,10 | 1,35 | 1,60 | 1,85 | ||
| 3 | Со средней неравномерностью | 1,25 | 1,50 | 1,75 | 2,00 | ||
| 4 | Со значительной неравномерностью | 1,50 | 1,75 | 2,00 | 2,25 | ||
| Характерные режимы нагружения двигателей: 1. равномерный – электродвигатели; 2. с малой неравномерностью – гидравлические двигатели; 3. со средней неравномерностью – многоцилиндровые ДВС; 4. со значительной неравномерностью – одноцилиндровые ДВС. Характерные режимы нагружения ведомых машин:
1. равномерный – равномерно работающие ленточные, пластинчатые конвейеры, легкие подъемники, вентиляторы и т.д.; 2. с малой неравномерностью – неравномерно работающие ленточные и пластинчатые транспортеры, шестеренчатые и ротационные насосы, главные приводы станков, тяжелые подъемники, крановые механизмы и т.д.; 3. со средней неравномерностью – мешалки для резины и пластмасс, легкие шаровые мельницы, деревообрабатывающие станки, одноцилиндровые поршневые насосы и т.д.; 4. со значительной неравномерностью – экскаваторы, черпалки, тяжелые шаровые мельницы, дробилки, буровые машины, брекетировочные прессы, станы горячей прокатки и т.д. | |||||||
Таблица 2.6 – Значения межосевых расстояний
| Ряд | Межосевое расстояние , мм
|
| 1 2 | 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 ... 71 90 112 140 180 224 280 355 450 560 710 900 ... |
Таблица 2.7 – Значение модулей зубчатых колес
| Ряд | Модули , мм
|
| 1 2 | ... 1,0 1,25 1,5 2,0 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 ... ... 1,125 1,375 1,75 2,25 2,75 3,5 4,5 5,5 7 9 11 14 18 22 ... |
а) и б) при расчете контактной прочности зубьев 
;
в) и г) при расчете зубьев на изгиб 
д) схемы редукторов
Рисунок 2.4 – Графики для определения коэффициентов неравномерности распределения нагрузки по ширине венца.
|
|
|
а) внешнее зацепление; б) внутреннее зацепление.
Рисунок 2.5 – Основные параметры и размеры, полученные в результате прочностного расчета цилиндрической передачи.
ПРЯМОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ ( 
)
1.3 Принимаем предварительно , определяют модуль зацепления, мм
.
1.4 Значение 
округляют до ближайшей величины 
, мм, в соответствии с ГОСТ (таблица 2.7)
1.5 Число зубьев шестерни 
.
округляют до целого числа ( ).
1.6 Число зубьев зубчатого колеса 
.
округляют до целого числа.
1.7 Расчетное межосевое расстояние 
, мм
1.8 Действительно передаточное число .
1.9 Диаметры зубчатых колес, мм
- начальных 
;
- вершин зубьев 
;
- ножек зубьев 
.
Проверка , мм.
(Точность расчетов – 2 знака после запятой).
Рассчитанные параметры и размеры колес – рисунок 2.5.
Дальнейший расчет пункты 2, 3, 4, 5
2 ПРОВЕРКА РАСЧЕТНЫХ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
2.1 Окружная сила в зацеплении, Н 
.
2.2 Окружная скорость колес, м/с 
.
2.3 Степень точности 
(таблица 2.8).
2.4 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении,
(таблица 2.9)
2.5 Коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев,
- для прямых зубьев 
;
- для косых зубьев 
(таблица 2.10)
|
|
|
2.6 Удельная расчетная окружная сила, Н/мм.
;
2.7 Расчетные контактные напряжения, МПа.
;
где 
- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев,
- для прямых зубьев 
;
- для косых зубьев 
;
- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов колес, 
;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий,
- для прямых зубьев 
;
- для косых зубьев 
;
- коэффициент торцевого перекрытия;
.
При 
необходимо изменить параметр 
передачи.
Таблица 2.8 – Ориентировочные рекомендации по выбору степени точности зубчатых передач
| Степень точности не ниже | Окружная скорость | Характеристика передачи | |
| 
| ||
| 6 (высокоточная) | до 15 | до 25 | Высокоскоростные передачи, кинематические механизмы |
| 7 (точная) | до 10 | до 17 | Повышенные скорости, повышенные нагрузки |
| 8 (средней точности) | до 6 | до 10 | Общего применения |
| 9 (пониженной точности) | до 2 | до 3,5 | Тихоходные передачи |
, м/с
Таблица 2.9 – Значения коэффициентов 
и 
, учитывающих внутренние динамические нагрузки зацепления
| Степень точности | Твердость зубьев | Коэффи-циенты | Окружная скорость колес | ||||
| 1 | 3 | 5 | 8 | 10 | |||
| 6 | а | 
| 1,03/1,01 | 1,09/1,03 | 1,16/1,06 | 1,25/1,09 | 1,32/1,13 |
| 1,06/1,03 | 1,18/1,09 | 1,32/1,13 | 1,50/1,20 | 1,64/1,26 | ||
| б |
| 1,02/1,01 | 1,06/1,03 | 1,10/1,04 | 1,16/1,06 | 1,20/1,08 | |
|
| 1,02/1,01 | 1,06/1,03 | 1,10/1,04 | 1,16/1,06 | 1,20/1,08 | ||
| 7 | а |
| 1,04/1,02 | 1,12/1,06 | 1,20/1,08 | 1,32/1,13 | 1,40/1,16 |
|
| 1,08/1,03 | 1,24/1,09 | 1,40/1,16 | 1,64/1,25 | 1,80/1,32 | ||
| б |
| 1,02/1,01 | 1,06/1,03 | 1,12/1,05 | 1,19/1,08 | 1,25/1,10 | |
|
| 1,02/1,01 | 1,06/1,03 | 1,12/1,05 | 1,19/1,08 | 1,25/1,10 | ||
| 8 | а |
| 1,05/1,02 | 1,15/1,06 | 1,24/1,10 | 1,38/1,15 | 1,48/1,19 |
|
| 1,10/1,04 | 1,30/1,12 | 1,48/1,19 | 1,77/1,30 | 1,96/1,38 | ||
| б |
| 1,03/1,01 | 1,09/1,03 | 1,15/1,06 | 1,24/1,09 | 1,30/1,12 | |
|
| 1,03/1,01 | 1,09/1,03 | 1,15/1,06 | 1,24/1,09 | 1,30/1,12 | ||
| 9 | а |
| 1,06/1,02 | 1,12/1,06 | 1,28/1,11 | 1,45/1,18 | 1,56/1,22 |
|
| 1,11/1,04 | 1,33/1,12 | 1,56/1,22 | 1,90/1,36 | 2,25/1,45 | ||
| б |
| 1,03/1,01 | 1,09/1,03 | 1,17/1,07 | 1,28/1,11 | 1,35/1,14 | |
|
| 1,03/1,01 | 1,09/1,03 | 1,17/1,07 | 1,28/1,11 | 1,35/1,14 | ||
| Примечания: 1. а – 2. Данные в числителе – для прямозубых колес; данные в знаменателе – для косозубых колес. 3. Для конических колес | |||||||
; б – 
и 
выбираются с понижением точности на одну ступень
Таблица 2.10 – Значения коэффициентов 
и 
учитывающих неравномерность нагрузки одновременно зацепляющихся пар зубьев
Окружная скорость колес  , м/с
| Степень точности |
|
|
| До 5 | 7 8 9 | 1,03 1,07 1,13 | 1,07 1,22 1,35 |
| Св. 5 до 10 | 7 8 | 1,05 1,10 | 1,20 1,30 |
| Св. 10 до 15 | 7 8 | 1,08 1,15 | 1,25 1,40 |
3 ПРОВЕРКА РАСЧЕТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ИЗГИБА
3.1 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении,
(таблица 2.9).
3.2 Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (для изгибной прочности зуба),
(рисунок 2.4 в, г)
3.3 Коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев,
,
- для прямых зубьев 
;
- для косых зубьев 
(таблица 2.10)
3.4 Удельная расчетная окружная сила при изгибе, Н/мм
.
3.5 Эквивалентное число зубьев
- для прямых зубьев 
;
- для косых зубьев 
.
3.6 Коэффициент, учитывающий форму зуба.
(рисунок 2.6)
Расчет производят для элемента пары “шестерня-колесо”, у которого меньшая величина отношения 
.
3.7 Расчетные напряжения изгиба зуба, МПа
;
где 
- коэффициент, учитывающий наклон зуба. Для прямых зубьев 
; для косых 
;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. Для прямых зубьев 
; для косых 
,
где 
- коэффициент торцевого перекрытия.
4 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ЗУБЬЕВ ПРИ ПЕРЕГРУЗКАХ
4.1 Максимальные контактные напряжения, МПа
4.2 Максимальное напряжение изгиба, МПа
;
5 СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
5.1 Уточненный крутящий момент на шестерне, 
.
5.2 Окружные силы, Н
; 
.
5.3 Радиальные силы, Н
; 
.
5.4 Осевые силы, Н
; 
.
Здесь 
.
Рисунок 2.6 – Графики для определения коэффициента 
, учитывающего форму зуба и концентрацию напряжений
2.2.2 РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ЗАКРЫТЫХ ПРЯМОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Схема редуктора
, , Н·м; , , мин-1; .
.
, , , , МПа.
1 РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ШЕСТЕРНИ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ
1.1 Расчетный внешний диаметр шестерни, мм.
,
где 
- для прямозубых передач;
- коэффициент ширины зубчатого венца относительно внешнего конусного расстояния 
;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;
(рисунок 2.7 а, б)
- коэффициент внешней динамической нагрузки (таблица 2.5);
- коэффициент, учитывающий изменение прочности конической передачи по сравнению с цилиндрической, 
.
1.2 Принимая 
, определяем модуль зацепления, 
, мм и округляют до ближайшей величины 
, мм в соответствии с ГОСТ (таблица 2.7)
1.3 Число зубьев шестерни 
. Число зубьев колеса 
. 
и 
- целые числа
1.4 Действительное передаточное число 
;
1.5 Углы делительных конусов, град.
; 
.
1.6 Внешние диаметры, мм
- делительные 
;
- вершин зубьев 
;
- впадин зубьев 
1.7 Внешнее конусное расстояние, мм
.
1.8 Ширина венца зубчатых колес, мм 
; 
- целое число.
1.9 Среднее конусное расстояние, мм 
.
1.10 Параметры колес в среднем сечении, мм
- средний модуль 
;
- средние делительные диаметры 
Рассчитанные параметры и размеры колес – рисунок 2.8.
1а – опоры на роликовых подшипниках,
1б – опоры на шариковых подшипниках.
Рисунок 2.7 – а, б) графики для определения коэффициентов неравномерности распределения нагрузки по ширине венца при расчете контактной прочности зубьев 
для схем конических редукторов 1, 2; в) схемы редукторов.
Рисунок 2.8 – Основные размеры и параметры конических передач, полученные в результате прочностного расчета
2 ПРОВЕРКА РАСЧЕТНЫХ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
2.1 Окружная сила в зацеплении, Н 
.
2.2 Окружная скорость колес, м/с 
.
2.3 Степень точности (таблица 2.8).
2.4 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении,
(таблица 2.9)
2.5 Коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев,
- для прямых зубьев ;
- для круговых зубьев (таблица 2.10)
2.6 Удельная расчетная окружная сила, Н/мм.
;
2.7 Расчетные контактные напряжения, МПа.
;
где - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев,
- для прямых зубьев ;
- для косых зубьев ;
- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов колес, ;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий,
- для прямых зубьев ;
- для косых зубьев ;
- коэффициент торцевого перекрытия;
.
Для прямых зубьев 
;
для круговых зубьев 
(таблица 2.11)
При необходимо изменить параметр передачи.
Таблица 2.11 – Значения коэффициентов и 
, учитывающих изменение прочности конической передачи с непрямым зубом по сравнению с прочностью цилиндрической передачи.
| 
| 
| |
|
| 
| 
| 
|
|
| 
| 
| 
|
3 ПРОВЕРКА РАСЧЕТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ИЗГИБА
3.1 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении,
(таблица 2.9)
3.2 Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (для изгибной прочности), 
.
3.3 Коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев,
,
- для прямых зубьев ;
- для круговых зубьев (таблица 2.10)
3.4 Удельная расчетная окружная сила при изгибе, Н/мм
.
3.5 Эквивалентное число зубьев
- для прямых зубьев 
;
- для непрямых зубьев 
.
3.6 Коэффициент, учитывающий форму зуба.
(рисунок 2.6)
Расчет производят для элемента пары “шестерня-колесо”, у которого меньшая величина отношения .
3.7 Расчетные напряжения изгиба зуба, МПа
;
где - коэффициент, учитывающий наклон зуба. Для прямых зубьев ; для косых ;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. Для прямых зубьев ; для косых ,
где - коэффициент торцевого перекрытия.
- коэффициент, учитывающий изменение прочности конической передачи по сравнению с цилиндрической,
- для прямых зубьев 
;
- для круговых зубьев (таблица 2.11)
4 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ЗУБЬЕВ ПРИ ПЕРЕГРУЗКАХ
4.1 Максимальные контактные напряжения, МПа
.
4.2 Максимальное напряжение изгиба, МПа
.
5 СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
5.1 Уточненный крутящий момент на шестерне,
.
5.2 Окружные силы, Н
; 
.
5.3 Радиальные силы, Н
; 
.
5.4 Осевые силы, Н
; 
.
Здесь .
2.2.3 РАСЧЕТ КОНИЧЕСКИХ ЗАКРЫТЫХ ПЕРЕДАЧ С КРУГОВЫМ ЗУБОМ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Схема редуктора
, , Н·м; , , мин-1; .
.
, , , , МПа.
1 РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ШЕСТЕРНИ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ
1.1 Расчетный внешний диаметр шестерни, мм.
,
где 
- для передач с непрямым зубом;
- коэффициент ширины зубчатого венца относительно внешнего конусного расстояния ;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;
(рисунок 2.7 а, б)
- коэффициент внешней динамической нагрузки (таблица 2.5);
- коэффициент, учитывающий изменение прочности конических колес с непрямым зубом по сравнению с прочностью цилиндрической, 
(таблица 2.11).
1.2 Число зубьев шестерни 
(таблица 2.12).
Число зубьев колеса .
Числа зубьев и - целые числа
1.3 Действительное передаточное число ;
1.4 Число зубьев плоского колеса
.
1.5 Предварительная величина внешнего окружного модуля зацепления, мм
1.6 Предварительная величина внешнего конусного расстояния, мм
1.7 Ширина венца зубчатых колес, мм 
; - целое число.
1.8 Предварительная величина среднего конусного расстояния, мм
1.9 Средний нормальный модуль, мм
,
где 
- расчетный угол наклона зуба (рекомендуется принимать одно из значений рада: 
; 
; 
; 
).
Значение 
округляют до ближайшей величины 
в соответствии с ГОСТ (таблица 2.7).
1.10 Средние делительные диаметры колес, мм
1.11 Углы делительных конусов, град.
; .
1.12 Среднее конусное расстояние, мм
.
1.13 Внешнее конусное расстояние, мм
2.14. Внешний окружной модуль, мм
.
2.15 Внешние делительные диаметры колес, мм
Дальнейший расчет пункты 2, 3, 4 пункта 2.2.2
Рассчитанные параметры и размеры колес – рисунок 2.8.
Таблица 2.12 – Числа зубьев шестерни и колеса, а также 
конической передачи
| Число зубьев шестерни
| Наименьшее число зубьев колеса
| Наименьшее 
|
| 12 13 14 15 16 17 | 30 26 20 19 18 17 | 2,5 2,0 1,4 1,3 1,1 1,0 |
5 СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
5.1 Уточненный крутящий момент на колесе, .
;
5.2 Окружные силы, Н.
; 
.
5.3 Радиальные силы, Н.
(1); 
(2).
5.4 Осевые силы, Н.
(2); 
(1).
Здесь
Таблица 2.13 – К определению сил в конических передачах с непрямыми зубьями
|
| Линия наклона зуба | Знак в формуле | |
| (1) | (2) | ||
| По часовой стрелке | Правая Левая | + - | - + |
| Против часовой стрелки | Правая Левая | - + | + - |
| Примечание. Направление | |||
2.2.4 РАСЧЕТ ЗАКРЫТЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
, 
, кВт; , , Н·м; , , мин-1; .
Схема, реверсивность и нагрузочный режим передачи.
1 МАТЕРИАЛЫ И НАГРУЗОЧНЫЙ РЕЖИМ
Червяки изготавливают из стали.
Из таблицы 2.14 выбирают материал венца червячного колеса ( 
, 
, МПа) при предварительной оцениваемой скорости скольжения 
м/с.
1.1 Допускаемые контактные напряжения, МПа:
при 
червяка 
; 
червяка 
группа I 
; 
;
группа II 
; 
;
группа III 
; 
,
где 
- коэффициент, учитывающий износ материала колеса (таблица 2.15);
- коэффициент долговечности 
. При 
.
Здесь 
- базовое число циклов;
- эквивалентное число циклов
где 
- продолжительность работы передачи, час;
- число зацеплений зуба за один оборот;
-коэффициент, учитывающий изменение нагрузки передачи в соответствии с циклограммой (рисунок 2.3)
- показатель степени кривой усталости при расчете на контактную выносливость.
При расположении червяка вне масляной ванны значения 
следует уменьшить на 15%.
1.2 Определение допускаемых изгибных напряжений, МПа:
передача нереверсивная реверсивная
группа I, II 
; 
;
группа III 
где 
- коэффициент долговечности
Здесь 
- базовое число циклов;
- эквивалентное число циклов
;
где - продолжительность работы передачи, час;
;
-число зацеплений зуба за один оборот;
-коэффициент, учитывающий изменение нагрузки передачи в соответствии с циклограммой.
;
2 РАСЧЕТНОЕ МЕЖОСЕВОГО РАССТОЯНИЯ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ
2.1 При числе заходов червяка 
определяют число зубьев червячного колеса 
, откуда выбирается - целое число; 
2.2 Расчетное межосевое расстояние, мм
где 
- коэффициент динамической нагрузки.
Предварительно принимаем коэффициент диаметра червяка 
2.3 Расчетный осевой модуль, мм 
.
По таблице 2.16 принимают стандартный модуль 
, мм, наиболее близкий к расчетному 
.
По таблице 2.17 выбирают значение коэффициента 
так, чтобы 
, мм было максимально близко к расчетному 
.
2.4 Расчетные контактные напряжения, МПа
2.5 Проверяем предварительно принятую скорость скольжения
где 
, мм; 
, град.
Для материалов, где 
, при полученной 
должно быть выполнено условие 
, МПа.
| 2.6 Размеры червяка | червячного колеса |
| 
|
| 
|
| 
|
| 
|
 (таблица 2.18)
|  , (таблица 2.18)
|
3 ПРОВЕРКА РАСЧЕТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ИЗГИБА
3.1 Окружная сила в зацеплении, Н 
3.2 Удельная окружная динамическая сила 
.
3.3 Коэффициент, учитывающий форму зуба
(таблица 2.19) 
.
3.4 Расчетные напряжения изгиба зуба червячного колеса, МПа
.
Параметры и размеры передач, полученные в результате ее прочностного расчета, представлены на рисунке 2.9.
4 ЖЕСТКОСТЬ И ТЕРМООБРАБОТКА ЧЕРВЯКА
4.1 Степень точности передачи = f(vS) (таблица 2.20)
4.2 Твердость и термообработка червяка (таблица 2.20).
4.3 Прогиб червяка
где 
;
;
- расстояние между опорами червяка, мм;
- модуль упругости;
- момент инерции сечения червяка, мм4;
; 
.
Допускаемый прогиб 
.
5 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧИ
5.1 КПД передачи 
где 
- угол трения;
(таблица 2.21)
Тогда 
5.2 Выделяющаяся тепловая мощность, кВт 
5.3 Тепловая мощность, передаваемая в окружающую среду, кВт 
где 
- температура окружающей среды;
- внутренняя температура редуктора (масла);
- поверхность охлаждения. Для одноступенчатых редукторов 
, м2;
- при слабой циркуляции воздуха
- при хорошей циркуляции воздуха
5.4 Если 
, то температура редуктора 
.
Если 
, то температура 
.
Если 
, то 
, и следует применить искусственное охлаждение редуктора, чтобы увеличить 
:
а) корпус выполнить ребристым, увеличивая 
;
б) редуктор выполнить с вмонтированным вентилятором. При этом учитывается только 
ребер. 
;
в) редуктор выполняется с проточным охлаждением 
;
г) редуктор выполняют с циркуляционной системой смазки.
6 СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ, Н
| червячное колесо | червяк | |
| Окружные | 
| 
|
| Радиальные | 
| 
|
| Осевые | 
| 
|
Здесь
Рисунок 2.9 – Основные параметры червячной цилиндрической передачи, полученные в результате прочностного расчета.
Таблица 2.14 –Материалы и допускаемые напряжения колеса
| Материал Группа | Марка | Способ отливки |  , МПа
 (для СЧ)
|  , МПа
|  , м/с
|
| Бронзы оловянистые I | БрО10Н1Ф1 БрО10Ф1 БрО5Ц5С5 | Ц К/З К/З | 285 275/230 200/145 | 165 200/140 90/80 | >5 |
| Бронзы безоловянистые и латуни II | БрФ10Ж4Н4 БрФ10Ж3Мц1,5 БрФ9Ж3Л ЛЦ23А6Ж3Мц2 | Ц/К К/З Ц/К/З Ц/К/З | 700/650 550/450 530/500/425 500/450/400 | 460/430 360/300 245/230/195 330/295/260 | 2...5 |
| Чугуны серые III | СЧ18 СЧ15 | З З | 355 315 | - - | <2 |
| Примечание. Условное обозначение способа литья: К – литье в кокиль; З – литью в землю, Ц – центробежное литье. | |||||
Таблица 2.15 – Значения коэффициента 
| , м/с
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|
| 1,33 | 1,21 | 1,11 | 1,02 | 0,95 | 0,88 | 0,83 | 0,80 |
Таблица 2.16 – Значения модулей червяка в осевом сечении 
, мм
|
| 1-й ряд | ..., 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10 12,5 16 20 25 |
| 2-й ряд | ..., 1,5 3,0 3,5 6,0 7,0 12,0 | |
| 3-й ряд | ..., 1,125 1,375 1,75 2,25 2,75 4,5 9,0 11 14 18 22 |
Таблица 2.17 – Значение коэффициентов диаметра червяка 
|
| 1-й ряд | 6,3 8,0 10 12,5 16 20 25 |
| 2-й ряд | 7,1 9,0 11,2 14 18 22,4 |
Таблица 2.18 – Длина нарезной части червяка , ширина венца и наибольший диаметр червячного колеса 
, мм
|
| Число зубьев червяка | ||
| 
| 
| |
|
|
| 
| |
|
| 
| 
| 
|
|
|
| 
| |
| Примечание. Для шлифуемых и фрезеруемых червяков длину | |||
мм, на 35...40 мм – при 
мм, на 50 мм – при 
мм.
Таблица 2.19 – Значение коэффициента 
, учитывающего форму зуба и концентрацию напряжений в зубе червячного колеса
| 26 | 28 | 30 | 32 | 35 | 37 | 40 | 45 | 50 | 60 | 80 | 100 | 150 | 300 |
|
| 1,85 | 1,8 | 1,76 | 1,71 | 1,64 | 1,61 | 1,55 | 1,48 | 1,45 | 1,4 | 1,34 | 1,3 | 1,27 | 1,24 |
Таблица 2.20 – Рекомендации по выбору степени точности червячных передач
| Степень точности |  , м/с
| Обработка, термообработка и обкатка | Примечание |
| 7 | 10 | Червяк закален, шлифован и полирован. Колесо нарезается шлифованными червячными фрезами. Обкатка под нагрузкой. | Передача с повешенными скоростями и малым шумом, с повышенными требованиями к габаритам |
| 8 | 5 | Допускается червяк с  , нешлифованный. Колесо нарезается шлифованной червячной фрезой. Рекомендуется обкатка под нагрузкой
| Передачи среднескоростные, со средними требованиями по шуму, габаритам и точности |
| 9 | 2 | Червяк с не шлифован. Колесо нарезается любым способом
| Передачи низкоскоростные, кратковременно работающие, ручные с пониженными требованиями |
Таблица 2.21 – Зависимость коэффициента трения 
от скорости скольжения 
, м/с (червяк стальной, колесо из оловянистой бронзы)
| , м/с
| 0,1 | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 4 | 7 | 10 |
| 0,08... 0,09 | 0,065... 0,075 | 0,055... 0,065 | 0,045... 0,056 | 0,04... 0,05 | 0,035... 0,045 | 0,03... 0,04 | 0,028... 0,035 | 0,023... 0,03 | 0,018... 0,026 | 0,016... 0,024 |
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 493; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!