2.4 Допускаемые изгибные напряжения

Допускаемые изгибные напряжения определяются по следующей методике:

определяется коэффициент долговечности

К_FL = ,

где N – число циклов нагружения,

рассчитывается исходное допускаемое напряжение изгиба по формулам:

для материалов I и II групп:

[σ]_Fo = 0,25σ_Т + 0,08σ_В ;

для материалов III группы:

[σ]_Fo = 0,12σ_В ∙ и;

определяется расчетное допускаемое напряжение изгиба

[σ]_F = K_FL∙[σ]_Fo.

Для рассматриваемого примера, для материалов, выбранных ранее в п.2.2, и в соответствии с предложенной методикой, определяются:

N = 60∙n₂ t = 60∙25∙30000 = 4,5∙10⁷ = 45∙10⁶

К_FL = ≈ 0,66

[σ]_Fo = 0,25∙195 + 0,08∙490=87,95 Н/мм², где значения σ_Т = 195 Н/мм² и

σ_В = 490 Н/мм², определены ранее в п.2.2

[σ]_F = 0,66∙87,95 = 58,05 H/мм².

Для дальнейших расчетов принимаем

[σ]_Н = 217 Н/мм² и [σ]_F = 58,05 Н/мм².

2.5 Проектировочный расчет

На первом этапе проектировочного расчета из обеспечения условий прочности определяются основные геометрические параметры передачи.

2.5.1 Межосевое расстояние

Межосевое расстояние определяется из условия контактной прочности зубьев по формуле

a_w ≥ 61 ,

где а_w – межосевое расстояние, 61 – цифровой коэффициент червячной передачи.

Для рассматриваемого примера

a_w ≥ 61 = 166,3 мм.

Рассчитанное значение a_w необходимо привести к ряду нормальных чисел, в соответствии с табл. 1 [4].

Стандартное значение межосевого расстояния a_w = 170 мм.

2.5.2 Основные параметры передачи

Число заходов червяка z₁ зависит от передаточного числа u и определяется из следующего ряда чисел:

8 ≤ u ≤ 14 14 < u < 30 u ≥ 30

z₁ = 4 z₁ = 2 z₁ = 1.

Для рассматриваемого примера u =30, следовательно z₁ = 1; число зубьев колеса z₂ = u·z₁; z₂ = 30·1=30. Выполняться условие z₂>z_mίn = 28, чтобы не было подрезания зубьев.

Предварительное значение модуля передачи определяется по выражению

m = (1,5…1,7) ,

где m₁ – предварительное значение модуля передачи,

m = (1,5…1,7) = 8,5…9,63 мм.

Полученное значение модуля округляют до стандартного значения модуля в соответствии с приведенным рядом стандартных модулей:

m, мм 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16.

Из этого ряда выбираем стандартное значение модуля m = 10 мм.

Предварительное значение коэффициента относительного диаметра червяка определяют по формуле:

q = .

После подстановки в формулу рассчитанных цифровых значений получим

q = .

Минимальное допускаемое значение q из условия жесткости червяка проверяют по условию q_min = 0,212 · z₂ ; q_min = 0,212 · 30 = 6,36, так как рассчитанное значение q = 4 меньше минимального допустимого q_min = 6,36, то для дальнейших расчетов принимают большее значение q при рассчитанном модуле m = 10 мм из табл.29 [4], q = 8.

Для принятия окончательного решения о правильности расчетов и выбора параметров а_w, z₂, q определяют коэффициент смещения х:

х = - 0,5 (z₂ + q),

при цифровой подстановке:

х = 170/10 – 0,5(30+8) = 17 - 19= - 2.

Если по расчету |x| > 1, то изменяют значение а_w, q или z₂ из соответствующего ряда стандартных значений. Принимаем а_w= 180, тогда также

m = 10 мм, q = 8.

х = 180/10 – 0,5(30+8) = 18-19 = -1.

Так как значение |x| = 1, то принятые параметры а_w, z₂, q не изменяются и нарезание зубьев производится без смещения инструмента.

Определяется значение фактического передаточного числа u_ф = z₂/z₁ и отклонение Δu от заданного

Δu = .

В рассматриваемом случае

Δu = .

Следовательно, фактическое передаточное число соответствует заданному.