Основні теоретичні відомості. По ГОСТ 2144-76 передбачено два ряди передаточних чисел uр в межах 880, що виконуються при z1=1, 2 або 4

По ГОСТ 2144-76 передбачено два ряди передаточних чисел u_р в межах 8...80, що виконуються при z₁=1, 2 або 4, та z₂=30...80

Ряди передаточних чисел:

1-й ряд: 8; 10; 12, 5; 16; 20; 25: 31, 5; 40; 50; 63; 80:

2-й ряд: 9: 11, 2; 14; 18; 22, 4; 28; 35, 5; 45; 56; 71.

Перевагу надають першому ряду. Відхилення фактичного значення u_Р від стандартного не повинно бути більше за 4%.

Число витків черв’яка z1 приймають в залежності від передаточного числа: z1= 4 при u = 8¸ 15; z1 =2 при u = 15 ¸ 30 і z1= 1 при u > 30. Число зубів черв’ячного колеса z₂ визначають за формулою передаточного числа, та приймають стандартне значення за таблицею1. Так як знайдені значення округляють доці лих чисел, то після цього необхідно уточнити передаточне число, яке не повинно відрізнятися більш ніж на 4%

(1)

Таблиця 1 – Основні параметри циліндричних черв'ячних передач, виконаних без зміщення (по ГОСТ 2144-76)

Вибирають матеріал черв’яка та вінця черв’ячного колеса. Попередньо приймають швидкість ковзання в зачепленні та вибирають допустиму контактну напругу [σ _H] за таблицею2. Допустиму напругу згину для нереверсної роботи , де К_FL =0, 543 при тривалій роботі, [σ _OF]' - напруга згину, визначаємо по таблиці 3

Таблиця 2 – Допустимі контактні напруги [σ _H] для черв’ячних коліс із умови стійкості проти заїдання

Таблиця 3 – Механічні характеристики, основні допустимі контактні напруги [σ _H]' і основні напруги згину [σ _OF]' та [σ _-1F]' для матеріалів черв’ячних коліс, МПа

Для проектного розрахунку спочатку беруть коефіцієнт діаметра черв’яка рівним . Потім за формулою проектного розрахунку визначають міжосьову відстань a

, (2)

де Т₂ - обертовий момент валу черв’ячного колеса, Н*мм; К – коефіцієнт навантаження передачі. Якщо навантаження стале, то приймають К≈ 1, якщо змінне К= 1, 1...1, 3 залежно від жорсткості черв’яка.

За знайденим значення міжосьової відстані знаходять значення модуля m, знайдене значення округлюють до найближчого стандартного значення по ГОСТ 2144-76, та уточнюють значення коефіцієнту діаметру черв’яка q за таблицею 4

(3)

Таблиця 4 – Сполучення модулів m та коефіцієнта діаметру черв'яка q (по ГОСТ 2144-76)

Після уточнень визначають міжосьову відстань а

(4)

Визначають основні розміри черв'яка:

1) ділильний діаметр черв'яка (5)

2) діаметр вершини витків черв'яка (6)

3) діаметр западин витків черв'яка (7)

4) довжину нарізаної частини черв'яка

якщо z₁=1 або 2, то (8)

якщо z₁=4. то (9)

5) ділильний кут підйому витка γ по таблиці 5

Таблиця 5 –Значення кута підйому γ на ділильному діаметрі черв'яка

Визначають основні розміри вінця черв'ячного колеса:

1) ділильний діаметр черв'ячного колеса (10)

2) діаметр вершини зубців черв'ячного колеса (11)

3) діаметр западин зубців черв'ячного колеса (12)

4) найбільший діаметр черв'ячного колеса (13)

5) ширина вінця черв'ячного колеса

якщо z₁=1 або 2, то (14)

якщо z₁=4. то (15)

Потім визначається колова швидкість в м/с

, (16)

де n₁ – частота обертання черв'ячного валу, об/хв

Швидкість ковзання визначаємо за формулою, по таблиці 2 уточнюють допустиму контактну напругу [σ _Н]

(17)

Після визначення швидкості ковзання визначають коефіцієнт тертя f ' та кут тертя ρ ' за таблицею 6. Потім визначають коефіцієнт корисної дії η

(18)

Таблиця 6 – Коефіцієнти тертя f ' та кут тертя ρ ' при роботі черв'ячного колеса із олов’яної бронзи по стальному черв'яку

Коефіцієнт навантаження для черв'ячних передач

, (19)

По таблиці 7 вибирають ступінь точності передачі та коефіцієнт динамічності К_υ . Коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по довжині контактної лінії К_β визначається за формулою (20)

, (20)

де θ – коефіцієнт деформації черв'яка, визначений по таблиці 8; х – допоміжний коефіцієнт, що залежить від характеру зміни навантажень. При розрахунках, коли не вимагається особливої точності, можна приймати: при постійному навантаженні х=1, 0; при незначних коливаннях навантаження х≈ 0, 6; при значних коливаннях навантажень х≈ 0, 3.

При постійному навантаженні коефіцієнт К_β =1, 0

Таблиця 7 – Коефіцієнт динамічного навантаження К_υ

Таблиця 8 – Коефіцієнт деформації черв'яка θ

Подальший розрахунок зводиться до визначення контактної напруги за формулою перевірочного розрахунку та порівняння її з допустимим значенням

(21)

Результат розрахунку можна вважати задовільним, якщо отримане значення нижче допустимого не більше ніж на 15%

Сили, що діють в зачепленні визначають за формулами:

1) колова сила на черв'ячному колесі, рівна осьовій силі на черв'яку , Н (22)

2) колова сила на черв'яку, рівна осьовій силі на черв'ячному колесі

, Н (23)

3) радіальні сили на черв'яку та черв'ячному колесі

, Н (25)

Перевірку міцності зубів черв'ячного колеса проводять на згин

, (26)

де Y_F –коефіцієнт форми зуба, який вибирають за таблицею 9 в залежності від еквівалентного числа зубців черв'ячного колеса z_υ

(27)

Таблиця 9 – Коефіцієнт форми зуба для черв'ячних коліс

Завершується розділ висновком щодо виконання умови міцності