5.3. Проверочный расчет на контактную выносливость

Условие прочности по контактным напряжениям имеет вид

, (5.3)

где K_H – коэффициент нагрузки K_H = K_Hβ·K_HV, где K_Hβ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине венца колеса: при постоянной нагрузке K_Hβ=1; K_HV – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от скорости скольжения и принятой степени точности изготовления червячной пары – принимают по табл. 5.6.

В формулу подставляют Т₂ в Н·мм, а_w в мм, для q используют уточненное значение.

Должно выполняться условие . Если эти условия не соблюдаются, то необходимо выбрать другие значения m и q и вновь провести проверочный расчет. При повторном невыполнении условия прочности следует выбрать другой материал с учетом фактической скорости скольжения и вновь произвести проектный и проверочный расчет передачи.

Таблица 5.6

Коэффициент динамической нагрузки khv

Степень точности	Скорость скольжения Vs, м/с
	до 1,5	св. 1,5 до 3	св. 3 до 7,5	св. 7,5 до 12
6	–	–	1	1,1
7	1	1	1,1	1,2
8	1,15	1,25	1,4	–
9	1,25	–	–	–

5.4. Проверочный расчет на выносливость при изгибе

Определяется напряжение изгиба зубьев червячного колеса по формуле

σ_F=0,7W_Ft Y_F/m ≤ [σ_F], (5.4)

где удельная окружная динамическая сила, Н/мм, (K_F=1,1);

F_t2=2T₂/d₂ – окружная сила в зацеплении, Н;

Y_F – коэффициент, учитывающий форму зуба определяется из табл. 5.7 по эквивалентному числу зубьев червячного колеса, определяемому по формуле

Таблица 5.7

Значения коэффициента Y_F, учитывающего форму зуба

Z2E	26	28	30	32	35	37	40	45	50	60	80	100	150	300
YF	1,85	1,8	1,76	1,32	1,64	1,61	1,55	1,48	1,45	1,4	1,34	1,3	1,27	1,24

Действительное напряжение изгиба не должно отличаться от допускаемого более чем на 5 % при перегрузке; недогрузка не ограничивается.

5.5. Определение параметров червячной передачи

Расчет параметров представлен в разделе 8.

5.6. Силы в зацеплении

Определение усилий в зацеплении червячной передачи (рис. 5.2) необходимо для расчета валов и подбора подшипников.

Рис. 5.2. Силы в червячной передаче

Окружное усилие на червяке F_t1 равно осевому усилию на червячном колесе F_a2 (без учета КПД): F_t1=F_а2=2T₁/d₁.

Окружное усилие на червячном колесе F_t2 равно осевому усилию на червяке F_a1:

F_t2=F_а1=2T₂/d₂.

Радиальное усилие на червяке F_r1 равно радиальному усилию на червячном колесе F_r2: F_r1=F_r2= F_t2·tg α_w, где α_w – угол профиля (α_w=20°).

5.7. Расчет вала червяка на жесткость (выполняется после разработки эскизной компоновки редуктора)

Правильность зацепления червячной пары обеспечивает достаточная жесткость червяка. Критерием жесткости является значение прогиба f (мм) в среднем сечении червяка, которое не должно превышать допустимого f<= [f], обычно принимают [f] = (0.005-0.01)m и определяется по формуле:

где F_t1, F_r1 – соответственно, окружная и радиальная силы для червяка, п. 5.6, Н;

L=(0,9-1,0)d₂ – расстояние между опорами червяка, мм;

E=2·10⁵ – модуль упругости материала червяка, МПа;

J=J_f φ – момент инерции сечения червяка, мм⁴;

мм⁴; φ=0,4+0,6(d_а1/d_f1).

Значения диаметров d_f1, d_a1 и модуля m необходимо подставлять в формулы в мм. В случае неудовлетворительного результата расчета на жесткость следует уменьшить расстояние между опорами червяка (на компоновке) или увеличить коэффициент диаметра червяка q и после этого произвести перерасчет геометрических параметров передачи.