Параметры конической зубчатой передачи

Параметры	Величины
Шестерня	Колесо
1	2	3
Мощность Р, кВт	7, 55	7, 17
Частота вращения n, об/мин		815, 5
Крутящий момент Т, Н·м	24, 9
Материалы: сталь	40Х	40Х
Термообработка	Ул.+ТВЧ	Улучш.
Внешнее конусное расстояние Re, мм	124, 64
Внешний окружной модуль mt, мм	2, 7
Средний окружной модуль mtm, мм	2, 31
Число зубьев z
Передаточное число u	3, 56
Угол наклона β, град
Ширина венца b, мм

 

 

Окончание табл. 9.2

1	2	3
Внешний делительный диаметр de, мм	67, 5
Средний делительный диаметр dm, мм	57, 75	205, 59
Внешний диаметр вершин dae, мм	71, 95	241, 25
Угол при вершине делительного конуса d, град	15º 41ʹ	74º 19ʹ
Угол головки θ a, град	1º 14ʹ
Угол конуса вершин da, град	16º 55ʹ	75º 33ʹ
Окружное усилие в зацеплении Ft, H
Радиальное усилие в зацеплении Fr, H
Осевое усилие в зацеплении Fa, H
Рабочее контактное напряжение , МПа
Допускаемое контактное напряжение [ ], МПа
Рабочее изгибное напряжение , МПа
Допускаемое изгибное напряжение [ ], МПа

 

ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА

МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

В червячной передаче, которая по конструкции и работе аналогична винтовой, начальные цилиндры не перекатываются друг по другу, как в цилиндрической зубчатой передаче, а скользят друг относительно друга. С этим связаны характерные виды отказов (износ, задир), низкий КПД и необходимость применения антифрикционных пар червяк – колесо. При этом червяк, выполняемый обычно заодно с валом и являющийся валом, изготавливают из стали, а червячные колёса – из антифрикционных материалов (бронза, латунь). Такое сочетание материалов обладает также хорошей прирабатываемостью и повышенной теплопроводностью, но механические свойства невысоки.

Наиболее распространённые архимедовы червяки имеют стандартный угол профиля a= 20°; они могут быть нарезаны на обычных токарных и резьбофрезерных станках, однако шлифовать их трудно, так как требуются специальные шлифовальные круги фасонного профиля. Поэтому архимедовы червяки изготовляют
в основном с нешлифованными витками при H₁ £ 350 НВ. Для высокотвердых шлифуемых витков (Н > 45 HRC) применяют эвольвентные червяки.

Червячные колёса изготовляют преимущественно из бронзы, реже из чугуна. Лучший материал по антифрикционным свойствам – оловянистые бронзы (БрО10Ф1, БрО5Ц5С5 и др.), составляющие I группу материалов по сопротивляемости заеданию. В целях экономии дорогих материалов червячное колесо делают составным: центр – из литья чёрных металлов, венец –
из антифрикционного материала.

Безоловянистые бронзы (БрА9Ж4Л, БрА10Ж4Н4Л и др.) – II группа материалов. Они значительно дешевле оловянистых, имеют высокие механические характеристики, но их антифрикционные свойства хуже, поэтому их применяют при скорости скольжения υ _s ≤ 8 м/с. Чугуны составляют III группу материалов. Расчёт червячной передачи ведут по червячному колесу – слабому звену.

Выбор группы материалов определяется по скорости скольжения (м/с), которая ориентировочно определяется по формуле:

, (10.1)

где n₁ – частота вращения червяка, об/мин; Т₂ – вращающий момент на валу червячного колеса, Н·м.

Группу материалов выбирают также в зависимости от произведения K_HE·ПВ (см. разд. 4 и 8). Выбор делают по табл. 10.1.

Таблица 10.1

Группы материалов для червячных передач

Скорость скольжения	Произведение KHE·ПВ
> 0, 4	0, 2…0, 4	0, 1…0, 2	< 0, 1
8…4 4…3 3…2 < 2	Iа Iа Iб IIа	Iа Iб IIа IIб	I IIа IIб III	I б IIб III III

 

Материалы для венцов из червячных колёс приведены в табл. 10.2.

Допускаемые напряжения червячных передач с архимедовым червяком приведены в табл. 10.3.

Материалы, приведенные в табл. 10.2, удовлетворяют основным критериям работоспособности и расчёта – контактной и изгибной прочности. Приведенные в табл. 10.3 допускаемые напряжения умножают на коэффициент долго-вечности.

Таблица 10.2

Материалы червячных колёс

Группа	Материал	Способ отливки	σ в, МПа	σ т, МПа
Бронзы оловянистые Iа Iб	БрО10Н1Ф1	Ц
БрО10Ф1	К / З	275 / 230	200/140
БрО5Ц5С5	К / З	200 / 145	90 / 80
Бронзы безоловянистые IIа	БрА10Ж4Н4	Ц / К	700 / 650	460 / 430
БрА10Ж3Мц1, 5	К / З	550 / 450	360 / 300
БрА9Ж3Л	Ц / К / З	530/500/425	245/230/195
Латунь IIб	ЛЦ23А6Ж3Мц2	Ц / К/ З	500/450/400	330/295/260
Чугуны серые III	СЧ 15	З	σ ви = 315	–
СЧ 18	З	σ ви = 355	–
Примечание. Обозначения способа отливки: Ц – центробежная, К – в кокиль, З – в земляную форму.

 

Таблица 10.3

Допускаемые напряжения

Группа материалов	[σ H], МПа	[σ F], МПа
Червяк c твёрдостью ≥ 45HRC	Червяк c твёрдостью ≤ 350 HB	Передача нереверсивная	Передача реверсивная
Iа Iб	0, 9ZNCυ σ в –	– 0, 75ZNCυ σ в	(0, 08 σ в + 0, 25σ т +)YN	0, 12σ вYN
IIа IIб	300 – 25υ s 275 – 25υ s	275 – 25υ s 250 – 25υ s
III	200 – 35υ s	175 – 35υ s	0, 12σ иYN	0, 06σ иYN
Примечания: 1. ZN и YN – коэффициенты долговечности. 2. Cυ – коэффициент, учитывающий износ (табл. 10.4).

 

Таблица 10.4

Коэффициент износа C _υ

, м/с	≤ 1							≥ 8
Cυ	1, 33	1, 21	1, 11	1, 02	0, 95	0, 88	0, 83	0, 8

 

Для оловянистых бронз коэффициент долговечности
по контактной выносливости определяют по формуле:

(10.2)

где N – число циклов нагружения (см. п. 8.1).

При реверсивной нагрузке с одинаковым временем работы в обоих направлениях рассчитанное значение N делят на два.
В расчёт принимают значения Z_N ≥ 1. Коэффициент долговечности по изгибу рассчитывают по формуле:

(10.3)

Для передач машинного привода он должен быть Y_N ≥ 1. При ручном приводе независимо от материала колёс рекомендуется принимать Y_N = 1, 5. Для передач с чугунными колёсами, работающими длительное время, следует принимать Y_N = 1.

Число заходов червяка z₁назначают, исходя из условия неподрезания зубьев колеса z₂³ 28 в соответствии с табл. 10.5.

 

Таблица 10.5

Передаточное число u	8…14	14…30	≥ 30
Число заходов червяка z1

 

Пример 7. Выбрать материалы для червячной передачи и рассчитать допускаемые контактные и изгибные напряжения по следующим исходным данным: мощность на червяке P₁ = 5 кВт; частота вращения червяка п₁ = 950 об/мин; передаточное число u = 16; срок службы 7 лет. Нагрузка реверсивная. Класс нагрузки Н 0, 8. Недостающими данными задаться.

Решение

Принята двухсменная работа, продолжительность включения ПВ = 0, 25. Ресурс привода – формула (8.5):

= 7·2·2008·0, 25 = 7028 ч.

Принят стандартный ресурс = 16 000 ч для класса нагрузки Н 0, 8 (табл. 8.2). Частота вращения червячного колеса

n₂ = n₁/u = 950/16 = 59, 4 об/мин.

Принято z₁ = 2 и η _ч = 0, 75 (прил. А).

Число зубьев колеса:

z₂ = z₁u = 2·16 = 32 > [28].

Вращающий момент на червяке – формула (6.16):

Т = 9550·5/950 = 50, 3 Н·м.

Вращающий момент на валу червячного колеса:

T₂ = T₁u η _ч = 50, 3·16·0, 75 = 603, 6 Н·м.

Ориентировочная скорость скольжения – формула (10.1):

м/с.

Произведение K_HE ·ПВ = 0, 8·0, 25 = 0, 2. Из табл. 10.1 принята группа материала червячного колеса Iб. Из табл. 10.2 принята бронза БрО5Ц5С5, отливка в кокиль, с прочностными характеристиками σ _в = 200 МПа, σ _т = 90 МПа. Для червяка принята сталь 40Х, термообработка – улучшение; нешлифованный, с твёрдостью 235…262НВ (табл. 8.3).

Число циклов нагружения колеса – формула (8.4):

= 60·1·59, 4·16000 = 57·10⁶.

При реверсивной нагрузке N = N₂/2 = 57·10⁶ = 28, 5·10⁶. Коэффициент долговечности по контактной выносливости для колеса – формула (10.2):

Принят Z_N = 1. Коэффициент долговечности по изгибу – формула (10.3):

Принят Y_N = 1. Коэффициент, учитывающий износ C _υ = 1, 06 (табл. 10.4, по интерполяции). Допускаемое контактное напряжение (табл. 10.3):

[σ _H] = 0, 75·1, 06·200 = 159 МПа.

Допускаемое контактное напряжение (табл. 10.3):

[σ _F] = 0, 12· 200 = 24 МПа.

Вывод. Принят червяк из стали 40Х, для венца червячного колеса – бронза БрО5Ц5С5, отлитая в кокиль, допускаемые напряжения – [σ _H] = 159 МПа, [σ _F] = 24 МПа.

 

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. SWIFT как система передачи данных.
2. Аттенюаторы и регуляторы коэффициента передачи
3. В дальнейшем порядок передачи ГС субъектов РФ в состав МС стал определяться законами субъектов РФ о МСУ и специальными законами о МС.
4. Воздушные линии электропередачи
5. Геометрические параметры режущей части фрез для обработки пластмасс.
6. Глава 1 Способы передачи тепла
7. Глава I. Определение облигации: цели выпуска, основные характеристики и параметры
8. Группа команд передачи управления
9. Групповая динамика и основные параметры малой группы
10. Исследование влияния волновых процессов в помещениях на электроакустическую характеристику звукопередачи
11. Исследование качества звукопередачи в помещениях
12. ЙОГИН ПРОПОВЕДУЮТ ПРИ ПОМОЩИ ПЕРЕДАЧИ МЫСЛЕЙ