- •Введение
- •1. Основные этапы курсового проектирования
- •2. Расчет привода исполнительного механизма
- •2.1. Расчет и выбор электродвигателя
- •2.2. Разбивка передаточного числа по ступеням
- •3. Мощности, моменты на валах привода
- •4. Ременные передачи
- •4.1. Расчет ременных передач
- •4.2. Расчет сил ременных передач
- •4.3. Напряжения в ременных передачах
- •5. Цепные передачи
- •5.1. Расчет цепной передачи
- •5.2. Определение параметров звездочек
- •6. Зубчатые передачи. Выбор материалов зубчатых колес
- •7. Расчет коническо-цилиндрического редуктора
- •7.1. Расчет конической передачи
- •7.2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи
- •7.3. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •8. Расчет червячных передач
- •8.1.Выбор материалов червяка и колеса
- •8.2. Определение основных параметров червячной передачи
- •8.3. Тепловой расчет червячного редуктора
- •9. Ориентировочный расчет валов
- •10. Расчет валов по эквивалентному моменту
- •10.1. Расчет быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •10.2. Расчет промежуточного вала редуктора
- •11. Расчет валов зубчато-червячного редуктора
- •11.1. Расчет быстроходного вала зубчато-червячного редуктора
- •11.2. Расчет промежуточного вала
- •11.3. Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора
- •12. Расчет вала на прочность
- •13. Расчет и выбор подшипников качения быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •14. Расчет и выбор подшипников качения тихоходного вала червячного редуктора
- •15. Расчет шпоночных соединений
- •16. Конструирование элементов корпуса редуктора
- •17. Смазочные устройства и уплотнения
- •18. Муфты
- •18.1. Муфты глухие
- •18.1.1. Муфта втулочная
- •18.1.2. Муфта фланцевая
- •18.2. Муфты компенсирующие
- •18.2.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая
- •18.2.2. Муфта упругая со звездочкой
- •18.2.3. Муфта с торообразной оболочкой
- •18.2.4. Муфта зубчатая
- •18.2.5. Муфта шарнирная
- •18.3. Муфты управляемые
- •18.3.1. Муфта кулачковая
- •18.3.2. Муфта фрикционная
- •18.3.3. Конусная фрикционная муфта
- •18.3.4. Электромагнитная фрикционная муфта
- •18.4. Муфты предохранительные самоуправляемые
- •18.4.1. Муфта со срезным штифтом
- •18.4.2. Муфта фрикционная многодисковая
- •18.4.3. Муфта пружинно-шариковая
- •18.4.4. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая
- •18.4.5. Центробежная муфта (колодочная)
- •18.4.6. Обгонная муфта
- •Библиографический список
- •Приложения
8.2. Определение основных параметров червячной передачи
8.2.1. Межосевое расстояние
, мм.
где для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков;530 для нелинейчатых червяков;
–коэффициент концентрации нагрузки: при постоянном режиме нагружения ; при переменном:
Коэффициент выбирается по номограмме (рис. 16).
Начальный коэффициент концентрации нагрузки находят по графику, для этого определяют число витковчервяка в зависимости от передаточного числа u:
u…………………свыше 8 свыше 14 свыше 30
z1……………………4 2 1
Полученное расчетом межосевое расстояние округляют в большую сторону: для стандартной червячной пары – до стандартного числа из ряда (мм): 80, 100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280.
Рис. 16. Номограмма коэффициента в зависимости
от числа заходов червяка и передаточного числа
Число зубьев колеса .
Предварительные значения:
модуля передачи ;
коэффициент диаметра червяка
В формулу для q подставляют ближайшее к расчетному стандартное значение m:
m, мм………2,5; 3,15; 4; 5 6,3; 8; 10; 12,5 16
q…………….8; 10; 12,5; 16; 20 8; 10; 12,5; 14; 16; 20 8; 10; 12,5; 16
Полученное значение q округляют до ближайшего стандартного. Минимально допустимое значение q из условия жесткости червяка .
Коэффициент смещения
.
Значение коэффициента x смещения инструмента выбирают по условию неподрезания и незаострения зубьев. Предпочтительны положительные смещения, при которых одновременно повышается прочность зубьев колеса.
Рекомендуют для передач с червяком:
эвольвентным (предпочтительноx=0,5);
образованным тором (предпочтительноx =1,1…1,2).
Угол подъема линии витка червяка:
на делительном цилиндре ;
на начальном цилиндре .
Фактическое передаточное число . Полученное значение не должно отличаться от заданного более чем на: 5% – для одноступенчатых и 8% – для двухступенчатых редукторов.
8.2.2.. Размеры червяка и колеса (рис. 16).
Диаметр делительный червяка
;
диаметр вершин витков
;
диаметр впадин
.
Длина нарезанной частью червяка при коэффициенте смещения
При положительном коэффициенте смещения (x > 0) червяк должен быть несколько короче. В этом случае размер b1, уменьшают на величину
. Во всех случаях значение b1 затем округляют в ближайшую сторону до числа. Для фрезеруемых и шлифуемых червяков полученную расчетом длину b1 увеличивают: при m<10 мм – на 15 мм; при m = 10…16 мм – на 35…40 мм.
Пример выполнения червячного колеса в приложении 17.
Диаметр делительной окружности колеса
;
диаметр вершин зубьев
;
диаметр впадин
;
диаметр колеса наибольший
,
где k = 2 для передач с эвольвентным червяком; k = 4 для передач, нелинейчатую поверхность которых образуют тором.
Ширина венца , гдеприz1 = 1 и 2;
при z1 = 4.
Рис. 17. Эскизы червячного колеса и червяка
8.2.3. Силы в зацеплении (рис. 18).
Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:
.
Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:
.
Радиальная сила
.
Для стандартного угла .
Рис. 18. Схема сил в червячной передаче
8.2.4. Проверочный расчет передачи на прочность.
Определение скорости скольжения в зацеплении
, где .
Здесь 1 окружная скорость на начальном диаметре червяка, м/с; , мин–1; m – в мм; – начальный угол подъема витка.
По полученному значению ск уточняют допускаемое напряжение .
Вычисляют расчетное напряжение
,
где – коэффициент нагрузки.
Окружная скорость червячного колеса, м/с: .
При обычной точности изготовления и выполнении условия жесткости червяка принимают: прим/с. Прим/с значениепринимают равным коэффициенту(табл. 21) для цилиндрических косозубых передач с твердостью рабочих поверхностей зубьев 350 НВ той же степени точности.
Коэффициент концентрации нагрузки:,
где – коэффициент деформации червяка (табл. 21);
X– коэффициент, учитывающий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка.
Таблица 21
Значения при коэффициенте q диаметра червяка
z1 |
Значения при коэффициенте q диаметра червяка | |||||
8 |
10 |
12,5 |
14 |
16 |
20 | |
1 2 4 |
72 57 47 |
108 86 70 |
154 121 98 |
176 140 122 |
225 171 137 |
248 197 157 |
Значения X для типовых режимов нагружения и случаев, когда частота вращения вала червячного колеса не меняется с изменением нагрузки, принимают по табл. 22
Таблица 22
Типовой режим |
0 |
I |
II |
III |
IV |
V |
1,0 |
0,77 |
0,5 |
0,5 |
0,38 |
0,31 |
8.2.5. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба. Расчетное напряжение изгиба
,
где К – коэффициент нагрузки,
–коэффициент формы зуба колеса, который выбирают в зависимости от
………20 24 26 28 30 32 35 37 40 45
……..1,98 1,88 1,88 1,80 1,76 1,71 1,64 1,61 1,55 1,48
………50 60 80 100 150 300
……..1,45 1,40 1,34 1,30 1,27 1,24
9. КПД передачи. Коэффициент полезного действия червячной передачи:
,
где – угол подъема линии витка на начальном цилиндре;
– приведенный угол трения, определяемый экспериментально с учетом относительных потерь мощности в зацеплении, в опорах и на перемешивание масла. Значение угла трения между стальным червяком и колесом из бронзы (латуни, чугуна) принимают в зависимости от скорости скольжения ск:
, м/с |
0,5 3˚10΄ 3˚40΄ |
1,0 2˚30΄ 3˚10΄ |
1,5 2˚20΄ 2˚50΄ |
2,0 2˚00΄ 2˚30΄ |
2,5 1˚40΄ 2˚20΄ |
3,0 1˚30΄ 2˚00΄ |
4,0 1˚20΄ 1˚40΄ |
7,0 1˚00΄ 1˚30΄ |
10 0˚55΄ 1˚20΄ |
15 0˚50΄ 1˚10΄ |
Меньшее значение – для оловянной бронзы, большее – для безоловянной бронзы, латуни и чугуна.