2. Червячная передача с цилиндрическим червяком

Смещение исходного контура отсутствует .

Червяк – ведущий.

Исходные данные:

P₁- мощность на червяке, кВт;

n₁- частота вращения червяка, мин^-1;

u- передаточное число червячной пары.

2.1. Назначаем число заходов червяка Z₁ по табл. 2.1

Таблица 2.1

Рекомендуемые значения Z₁ и Z₂ для нестандартных передач

u	Z1	Z2
7….13	4	28….52
14….27	2	28….54
28….40	1 или 2	28….80
40 и более	1	40 и более

2.2. Определяем число зубьев колеса

Z₂=Z₁u.

Округляем Z₂ до целого числа.

По условию неподрезания зубьев Z₂ 28.

2.3. Уточняем передаточное число

.

2.4. Находим частоту вращения колеса (мин^-1 )

.

2.5.Выбираем коэффициент расчетной нагрузки при расчете по контактным напряжениям (К_Н) и изгибным напряжениям ( К_F).

Можно принимать

К_Н= К_F= 1,1….1.4.

Большие значения – для высокоскоростных передач и переменной нагрузки.

2.6. Определяем вспомогательную величину S

,

где q - коэффициент диаметра червяка, (предварительно принимаем q=10);

 -КПД червячной передачи (предварительно  берем из табл. 2.2).

Таблица 2.2

Среднее значение КПД червячных передач

Z1	1	2	4
	0.7….0.75	0.75….0.82	0.87….0.92

2.7. Выбираем материал и определяем допускаемое напряжение _Н, МПа и _F, МПа – см. раздел 1.

2.8. Определяем модуль (мм)

.

Величину модуля округляем до стандартного значения, уточняем величину q (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Значение модуля m (мм) и коэффициента диаметра червяка q в зависимости от модуля (ГОСТ 2144-76)

m	q	m	q	m	q	m	q	m	q	m	q
			8,0		8,0		8,0		8,0		8,0
	10,0		10,0		10,0		10,0		10,0		10,0
1,6	12,5	2,5	12,5	4,0	12,5	6,5	12,5	10,0	12,5	16,0	12,5
	16,0		16,0		16,0		14,0		16,0		16,0
	20,0		20,0		20,0		16,0		20,0
							20,0
	8,0		8,0		8,0		8,0		8,0		8,0
	10,0		10,0		10,0		10,0		10,0		10,0
2,00	12,5	3,15	12,5	5,0	12,5	8,0	12,5	12,5	12,5	20,0
	16,0		16,0		16,0		16,0		16,0
	20,0		20,0		20,0		20,0		20,0

2.9. Определяем делительный диаметр червяка d_1, делительный диаметр колеса d₂, межосевое расстояние а (мм):

d₁ = qm,

d₂ = mZ₂

.

2.10. Находим делительный угол подъема линии витка червяка

.

Можно воспользоваться табл. 2.4.

Таблица 2.4

Делительные углы подъема линий витков червяка

Z1	Значения при q равном
	16	14	12	10	9	8
1	30 34 35	40 05 08	40 45 49	50 42 38	60 20 25	70 07 30
2	70 07 30	80 07 48	90 27 44	110 18 36	120 31 44	140 02 10
4	140 0210	150 5643	180 2506	120 4805	230 5745	260 3354

2.11. Определяем скорость скольжения

, м/с.

2.12. По скорости скольжения уточняем выбранный материал колеса.

V_s должна лежать в рекомендуемых пределах (см. раздел 1), а для безоловянистой бронзы или чугуна уточняем _Н по фактической V_S (см. пункт 1.2, табл. 1.3).

2.13. По V_S из табл. 2.5 выбираем приведенный угол трения .

Таблица 2.5

Значение угла  при стальном червяке и бронзовом колесе

Vs , м/с		Vs, м/с	
0,01	60 20…6050	2,5	10 40…2020
0,1	40 30…5010	3,0	10 30…2000
0,5	30 10…3040	4,0	10 20…1040
1,0	20 30…3010	7,0	10 00…1030
1,5	20 20…2050	10,0	00 55…1020
2,0	20 00…2030

Примечание: меньшие значения следует принимать при шлифованном или полированном червяке.

2.14. Уточняем КПД червячной передачи

.

2.15. Выполняем проверочный расчет по контактным напряжениям (МПа)

.

2.16. Определяем окружную скорость колеса (м/с)

.

2.17. Определяем окружную силу для колеса (Н)

.

2.18. Находим ширину венца колеса b₂, соответствующую углу обхвата червяка колесом 100⁰, и длину нарезной части червяка b₁ (мм):

при Z₁ =1; 2 b₂0.75d_a1;

при Z₁ =4 b₂0.67 d_a1. мм.

Здесь d_a1- диаметр вершин витков червяка:

.

Длина нарезаемой части червяка b₁, мм:

b₁11+0.06Z₂m при Z₁=1; 2;

b₁12.5+0.09Z₂m при Z_=4.

2.19. Выполняем проверочный расчет зубьев колеса на выносливость по напряжениям изгиба (МПа)

.

Здесь Y_F – коэффициент формы зуба, выбирается по табл. 2.6, по приведенному числу зубьев колеса Z_V2.

;

m_n- нормальный модуль:

;

- удельная расчетная окружная сила (Н/мм)

.

2.20. Выполняем проверочный расчет зубьев колеса по предельным напряжениям при перегрузках (см. раздел 3).

2.21. По табл.2.7 назначаем степень точности передачи.

Таблица 2.6

Коэффициент формы зуба червячных колес Y_F

ZV	28	30	32	35	37	40	45	50	60	80	100	150	300
YF	1,8	1,76	1,71	1,64	1,61	1,55	1,48	1,45	1,4	1,34	1,30	1,27	1,24

Таблица 2.7

Рекомендации по выбору степеней точности для силовых червячных передач

Степень точности не ниже	Скорость скольжения VS, м/с	Обработка	Примечание
7	10	Червяк закален, шлифован и полирован. Колесо нарезается шлифованными червячными срезами. Обкатка под нагрузкой.	Передачи с повышен-ными скоростями и малым шумом, с повышенными требованиями к габаритам
8	5	Допускается червяк с НВ350 не шлифованный. Колесо нарезается шлифованной червячной фрезой или «летучкой». Рекомендуется обкатка под нагрузкой	Передачи среднескоростные со средними требованиями по шуму, габаритам и точности.
9	2	Червяк с НВ350 не шлифуется. Колесо нарезается любым способом.	Передачи низкоскоростные, кратковременно работающие и ручные с пониженными требованиями.