-
Определение межосевого расстояния из расчета по контактным напряжениям.
При проектировании мелкомодульных малогабаритных передач, работающих с незначительными силовыми нагрузками, расчет на прочность обычно не делают. Размеры таких передач определяют, исходя из геометрического расчета и конструкторско-технологических условий. Как и в мелкомодульных зубчатых передачах, главными условиями работоспособности здесь являются ограниченные вибрации и интенсивность износа. Но в тех случаях, когда нагрузки относительно велики, целесообразно зубья проверить на прочность.
Расчет червячных передач основан на тех же исходных принципах, что и цилиндрических зубчатых передач. В качестве расчетного звена принимают червячное колесо, так как его изготавливают из менее прочного по сравнению с червяком материала.
Червячные передачи, так же как и зубчатые, рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. В отличие от зубчатых в червячных передачах чаще наблюдается износ и заедание, а не выкраивании поверхности зубьев.
Для предупреждения заедания применяют специальные антифрикционные пары: червяк -сталь, колесо - бронза. Интенсивность износа зависит от величины контактных напряжений. Поэтому расчет по контактным напряжениям для червячных передач является основным.
-
приведенный
модуль упругости,
- модули упругости червяка
и колеса;
-
допускаемое контактное напряжение;
,где
- скорость скольжения;
;
-
допускаемое напряжение при
.
При твердости витков < 45 HRC
;
-
коэффициент
долговечности;
;
;
;
;
По ГОСТ 19672-74 (СТ СЭВ 267-76) назначаем модуль m = 1мм и коэффициент диаметра червяка q = 20(при m = 1 q = 16,20,25).
-
Основные параметры колес и зацепления.
Г
еометрические
параметры червяка;
-
делительный угол подъема
витка;
-
диаметр окружности вершин;
-
диаметр окружности впадин;
-
осевой шаг;
-
угол профиля в осевом сечении.
Геометрические параметры червячного колеса:
-
делительный диаметр в средней
плоскости;
-
диаметр окружности
вершин;
-
диаметр окружности впадин;
-
наибольший диаметр окружности вершин;
-
угол боковых скосов;
-
ширина обода.
3.4. Силы, действующие в зацеплении.
Силы в зацеплении распределены по линии контакта зуба колеса с витком черва. Существенную роль играют силы трения, которые зависят от скорости скольжения в каждой точке контакта и от ряда других факторов. В первом приближении все распределенные нагрузки заменяют сосредоточенной силой, приложенной в полюсе зацепления. Сила Fn1 действует на витки червяка 1, сила Fn2– на зубья колеса 2. На рисунке показаны проекции этих сил – окружные Ft радиальные Fr , осевые Fx составляющие.
;
;
di- делительные диаметры;
Ti - крутящие моменты на червяке и колесе.
Для ведущего звена окружная сила направления против скорости точки приложения, а для ведомого по скорости.
Для червячного колеса радиальную и осевую силу определяют по формулам
;
Линия действия радиальной силы проходит через геометрическую ось вала, а направление -от точки контакта зубчатых колес к оси вала.
Для червяка
;
Линия действия осевой силы параллельна оси вала. Направление осевой силы зависит от направления навивки.