Проектный расчет червячной передачи

Ориентировочное значение кпд червячной передачи

h¢ = 0, 95(1 – U_2чер / 200) = 0, 95(1 – 8 / 200) = 0, 912.

Ориентировочное значение коэффициента нагрузки

K¢ = K¢ _V K¢ _b,

где K¢ _b = 0, 5 (K⁰_b +1) – коэффициент концентрации нагрузки;

K¢ _V - скоростной коэффициент; предварительно принимают K¢ _V =1;

K⁰_b - начальное значение коэффициента концентрации нагрузки. Из рисунка 6.2 Приложения принимаем K⁰_b = 1, 27.

K¢ _b = 0, 5 (1, 27 + 1) = 1, 1;

K¢ = 1 × 1, 1 = 1, 1.

Определим межосевое расстояние:

,

где q¢ – коэффициент диаметра червяка. При проектном расчете обычно принимают q¢ = 10. Минимально допустимое значение q¢, исходя из условия жесткости червяка, принимается q¢ > 0, 25z₂ (10 > 0, 25 × 32 = 8).

По таблице 6.7 Приложения принимаем a_W = 280 мм.

По принятому стандартному значению а_W и известному z₂ согласно ГОСТ 2144-76 определяется модуль зацепления m и коэффициент диаметра червяка q (таблица 6.7 Приложения): m = 12, 5 мм; q = 12, 5.

Определяем коэффициент смещения:

x = a_W / m – 0, 5(q + z₂) = 280/12, 5 – 0, 5(12, 5 + 32) = 0, 15.

Делительный диаметр червяка

d₁ = m× q =12, 5 × 12, 58 = 156, 25 мм.

Делительный диаметр червячного колеса

d₂ = m× z₂ = 12, 5 × 32 = 400 мм.

Угол подъема винтовой линии червяка g определим по таблице 6.8 Приложения: g = 18, 4357°.

Начальный угол подъема витка определяется:

g_W = arctg[z₁ / (q + 2x)] = arctg [4 / (12, 5+2× 0, 15)] = 17, 3°.

Окружная скорость на начальном диаметре червяка

v_W1 = p× m (q + 2x)× n₁× 10^-3 / 60 = 0, 98 м/с.

Скорость скольжения в зацеплении

v_ск = v_W1 / Cosg_W = 1, 03 м/с.

В силовых передачах назначают степень точности в зависимости от величины скорости скольжения, а также от назначения и области применения передачи. По таблице 6.9 Приложения назначаем 8-ю степень точности.

Кпд червячной передачи учитывает потери на трение в зацеплении и в подшипниках качения: h = tgg_W / tg(g_W + j), где j – угол трения. Из таблицы 6.10 Приложения j = 2°50¢. Тогда h = 0, 854.

Уточняем вращающий момент на червяке

T₁ = T₂ / (U_2чер × h),

где T₁ = T_пр.

T₁ = 5627, 6 / (8 × 0, 854) = 823, 7 Hм

Определяем по таблице 6.15 Приложения силы в зацеплении червячной передачи.

Окружная сила на колесе

F_t2 = F_a1 = 2 T₂ × 10³ / d₂ = 2 × 5627, 6 × 10³ / 400 = 28138 H,

где F_a1 – осевая сила на червяке.

Радиальная сила на колесе

F_r2 = F_r1 = F_t2 × tg a = 28138 × tg 20° = 28138 × 0, 364 = 10242 H.

Осевая сила на колесе

F_a2 = F_t1 = 2 T₁ × 10³ / d₁ = 2 × 823, 7 × 10³ / 156, 25 = 10543 H,

где F_t1 – окружная сила на червяке.

Направления действия сил определяют по рисунку 6.3 Приложения.