1.5 Мощности на валах
Мощности на валах определяют для каждого вала двумя способами (допустимое расхождение не более 3%):
- последовательно через предыдущую мощность и КПД передачи
Ni+1 = Ni * ; (15)
- через момент и угловую скорость вала
Ni = Ti * ωi. (16)
2. Расчет червячной передачи
Исходными данными для расчета червячной передачи являются данные из кинематического расчета:
- момент на колесе, Н. м,
(
)
- частота вращения червяка (колеса), мин
–1,
u - передаточное отношение передачи;
и данные из технического задания:
Т - срок службы привода,
Kc и Kг - коэффициенты использования в течение суток и в течение года,
режим нагружения или циклограмма
.
Рис. 2. Схема червячного редуктора
2.1 Выбор материалов червячной передачи
Наиболее технологичными являются эвольвентные червяки (ZJ) и конволютные (ZN), а перспективными – нелинейчатые: образованные конусом (ZK) и тором (ZT). Их характеризует повышенная нагрузочная способность, так как рабочие поверхности можно отшлифовать, следовательно, применить термообработку до твердости Н ≥ 45 HRC. Наилучшую стойкость передач обеспечивают червяки из цементуемых сталей. Также широко применяют червяки из сталей с поверхностной или объемной закалкой. В этих случаях червяки шлифуют и полируют. Червяки из азотируемых сталей требуют только полирования (без шлифования).
Архимедовы червяки (ZA) применяют для передач малой мощности (до 1 кВт) или непродолжительной работы. Так как их трудно отшлифовать, то им соответствует термообработка до твердости Н ≤ 350 HВ, не требующая шлифования витков.
Механические свойства материалов, применяемых для изготовления червяков и венцов колес, приведены в таблице 2.1. и табл. 2.2
Таблица 2.1
Марка стали |
Термообработка |
Твердость зубьев на поверхности |
Предел текучести σТ, МПа |
40 |
Нормализация |
152-207НВ |
280 |
45 |
167-217 НВ |
300 |
|
50Г |
190-229 НВ |
370 |
|
30ХГС |
215-229 НВ |
840 |
|
40Х |
200-230 НВ |
790 |
|
45 |
Улучшение |
207-250 НВ |
440 |
50Г |
241-285 НВ |
410 |
|
30ХГС |
235-280 НВ |
840 |
|
40Х |
257-285 НВ |
690 |
|
40ХН |
269-302 НВ |
750 |
|
40Х |
Улучшение + закалка ТВЧ |
45-50HRC |
|
40ХН, 35ХМ |
48-53 HRC |
||
40ХНМА |
Азотирование |
50-56 HRC |
780 |
38Х2МЮА |
|||
20Х, 8ХГТ, 25ХГМ,12ХН3А |
Цементация и закалка |
56-63 HRC |
800 |
Таблица 2.2
Группа материалов |
Материал |
Способ отливки |
σв, МПа |
σт,МПа |
I |
БрО10Н1Ф1 Vск≤ 25 м/с |
ц |
285 |
165 |
БрО10Ф1 Vск≤ 12 м/с |
к п |
245 215 |
195 135 |
|
БрО5Ц5С5 Vск≤ 8 м/с |
к п |
200 145 |
90 80 |
|
II |
БрА10Ж4Н4 Vск≤ 5 м/с |
ц к |
700 650 |
460 430 |
БрА10Ж3Мц1,5 Vск≤ 5 м/с |
к п |
550 450 |
360 300 |
|
БрА9Ж3Л Vск≤ 5 м/с |
ц к п |
500 490 390 |
200 195 195 |
|
ЛЦ23А6Ж3Мц2 Vск≤ 4 м/с |
ц к п |
500 450 400 |
330 295 260 |
|
III |
Сч15 |
п |
σви=320 МПа |
|
Сч20 Vск≤ 2 м/с |
σви=360 МПа |
|||
Материал венца червяного колеса выбирают по табл. 2.2 в зависимости от скорости скольжения Vск, которую при проектном расчете оценивают по зависимости
,
м/с, (17)
Способы отливки: ц - центробежный, к - в кокиль, п - в песок