Файл: Курсовой проект по учебному курсу Механика 4 (курсовой проект) (наименование учебного курса) Студент Е.docx

3.3. Определение коэффициента нагрузки

Определим коэффициент нагрузки для червячных передач

,

где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения
нагрузки по длине контактных линий;

При q = 8, Q = 47.

При постоянной нагрузке:





– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении.

Для редукторов общего назначения применяют в основном 7-ую и 8-ую степени точности, для 8ой степени точности

Рассчитаем К:

3.4. Проектный расчет червячной передачи

Определяем предварительное межосевое расстояние:




где:

Z₂ – число зубьев червячного колеса;

q – коэффициент диаметра червяка;

– допускаемое контактное напряжение (см. п. 3.2);

Т₂ – момент сопротивления на валу червячного колеса;

k – коэффициент нагрузки (см. п. 3.3).

Здесь из условия достаточной жесткости червяка принято Z₂/q = 4.

По ГОСТ 2144 – 66 принимаем а_w = 200 мм.
Определяем число зубьев червячного колеса:

z₂ = U z₁ = 8 4 =32

Выбор осевого модуля передачи:



По ГОСТ 2144 – 76 принимаем m = 10 мм.

Определяем коэффициент диаметра червяка:

---

Фактическое значение межосевого расстояния:

Поскольку корректировки величины q не потребовалось, значение межосевого расстояния a_w, принятое выше, изменения не претерпело, что и подтверждается расчетом



Определение геометрических параметров передачи:

а) геометрические параметры червяка:

делительный диаметр d₁ = m^.q = 10^.8 = 80 мм;

диаметр вершин витков d_a1 = d_l + 2m = 80+2^.10 = 100 мм;

диаметр впадин d_f1 = d₁ - 2,4m = 80 · 2,4^.10 = 56 мм;

длина нарезной части червяка:

b₁ > (С₁+С₂Z₂)^.m = (12,5+0,09^.32)^.10 = 153,8 мм;

червяк шлифуемый, окончательно имеем: b₁ > 153,8+3^.10 = 183,8 мм.

Окончательно принимаем - b₁ = 190 мм.

б) геометрические параметры червячного колеса:

делительный диаметр d₂ = m^.Z₂ = 10^.32 = 320 мм.

диаметр вершин зубьев d_a2 = d₂ + 2m = 320+2^.10 = 340 мм;

диаметр впадин d_f2 = d₂ - 2,4m = 320 - 2,4^.10 = 296 мм;

наибольший диаметр червячного колеса

d_aМ2 ≤ d_а2 + 6m/( Z₁+2) = 340+6∙10/( 4+2) = 350 мм;

ширина зубчатого венца

b₂ < 0,67^.d_a1 = 0,67^.100 = 67 мм (принимаем b₂ = 67 мм)

Геометрические параметры червячной передачи изображены на рис 3.1.

Рис. 3.1. Червячная передача

Фактическое значение скорости скольжения в зацеплении:



где γ = arctg z₁/q = arctg 4/8 = 26,565°

cos γ = cos 26,565° = 0,894.

Поскольку фактическое значение V_ск близко по значению с принятым в начале расчета, в уточнении значений σ_НР и К нет необходимости.

4. 1   2   3   4   5   6   7   8

---

Проверочный расчет передачи на контактную прочность

Проверочный расчет передачи на контактную прочность производится по формуле:





где – уточненное значение допускаемого контактного напряжения;

K– уточненное значение коэффициента нагрузки.
σ_H = 200,9 МПа σ_н.р. = 226,5 МПа.
Недогруженность передачи по контактным напряжениям:

3.5. Проверочный расчет зубьев червячного колеса на изгибную выносливость

Проверочный расчет зубьев червячного колеса на изгибную выносливость производится по формуле:


где – расчетное напряжение изгиба;

– допускаемое напряжение изгиба;

K – уточненное значение коэффициента нагрузки;

Y_F – коэффициент формы зуба, в зависимости от эквивалентного числа зубьев червячного колеса.

Эквивалентное число зубьев червячного колеса:

Коэффициент формы зуба Y_F = 1,64.

Проектируемая передача удовлетворяет условию изгибной выносливости.

3.6. Проверочный расчет червячной передачи при кратковременных пиковых нагрузках

Проверочный расчет передачи при кратковременных пиковых нагрузках:

По предельным контактным напряжениям:




где σ_H = 200,9 МПа взято из проверочного расчета на контактную прочность.

По предельным напряжениям изгиба:

---

= 11,4∙1,55 = 17,7 МПа < [ ]_max = 147,2 МПа,

где = 11,4 МПа взято из проверочного расчета передачи на изгибную выносливость.

Проектируемая передача удовлетворяет условиям прочности при пиковых нагрузках.

3.7. Проверочный расчет тела червяка на жесткость

На рис. 3.2, а изображена схема сил, действующих в червячном зацеплении для случая совпадения направления вращения червяка (правое) и направления винтовой линии червяка (правое).


Рис. 3.2. Усилия, действующие в червячной передаче
Усилия, действующие в червячном зацеплении:

окружные:





осевые:

- 6387 Н; - 3584 Н;

радиальные:



Прогиб червяка в среднем сечении:



где Е – модуль упругости материала червяка, для стали E = 2,15 · 10⁵ МПа;

L – расстояние между опорами вала червяка, L = d_am2 = 350 мм.

J – приведенный момент инерции поперечного сечения червяка с учетом жесткости витков.







Здесь d_a1 и d_f1 – диаметр вершин витков и диаметр впадин червяка соответственно.

Расчет на жесткость.

Расчет на жесткость заключается в проверке условия жесткости:

,

где

---

- допускаемый прогиб червяка.

= (0,005…0,01)·m = (0,005…0,01)·10 = (0,05…0,1) мм,

f = 0,026 мм < = 0,05…0,1 мм

Жесткость спроектированного червяка оказывается достаточной.

Эффективным средством повышения жесткости вала червяка является уменьшение расстояния между опорами. К этому средству прежде всего следует прибегнуть при невыполнении условия жесткости.

---