5.2 Расчет закрытой червячной передачи

Т₁ = 0,071 кН·м

Р₁ = 5,607 кВт

n₁ = 750 мин ^-1

u = 25

Т₂ = 1,237 кН·м

Р₂ = 3,886 кВт

n₂ = 30 мин ^-1

Рисунок 5.2.1 Схема привода

I - червячное колесо; II - червяк.

1 - ведущий вал редуктора; 2 - ведомый вал редуктора.

Привод к механическому гаражному подъёмнику включает (рисунок 5.1) включает в себя закрытую червячную передачу, предназначенную для работы в течение L = 6 лет в 2 смены.

Исходные данные: вращающий момент на валу колеса Т₂ = 1,237 кНм; частота вращения колеса n₂ = 30 мин^-1; частота вращения червяка n₁ = 750

мин^-1; передаточное число червячной передачи U = 25. Режим работы - постоянный. Электродвигатель 4А132S42У3.

5.2.1 Выбор материалов для изготовления деталей червячных передач [3]

Принимаем материал червяка сталь марки 18ХГТ. Червяк цементированный.

Для изготовления венца червячного колеса выбираем группу материала в зависимости от ориентировочной скорости скольжения υ′_cк, м/с и произведения К_НЕ·ПВ

м/с,

где n₁ – частота вращения червяка, мин^-1.

Так как режим работы постоянный, то коэффициент контактной эквивалентности K_HE = 1, продолжительность включения ПВ = 100% = 1.

При υ′_ск = 3,22м/с и К_НЕ·ПВ = 1·1 = 1 принимаем группу материала венца червячного колеса 1а. Материала венца червячного колеса БрО10Ф1.

Способ отливки – в землю σ_В = 230 МПа, σ_Т = 140 МПа.

5.2.2 Допускаемые напряжения

5.2.2.1 Допускаемые контактные напряжения [σ_H], МПа

[σ_H] = С_υ·0,9·σ_В = 1,09·0,9·230 = 226 МПа,

где С_υ - коэффициент, учитывающий износ, С_υ = 1,09 [2].

5.2.2.2 Допускаемые напряжения изгиба [σ_F], МПа

МПа.

5.2.2.3 Максимальные допускаемые контактные напряжения [σ_{H max}], МПа [3].

МПа.

5.2.2.4 Максимальные допускаемые изгиба напряжения [σ_{F max}], МПа [3].

МПа.

5.2.2.5 Расчетная нагрузка с учетом режима работы червячных передач

5.2.2.5.1 Расчетный вращающий момент на контактную прочность T′_PH, Н·мм

кН·м,

где K_HД - коэффициенты контактной и изгибной долговечности;

K′_H - коэффициенты нагрузки.

5.2.2.5.2 Коэффициент долговечности

> 1,

где K_HЕ - коэффициент эквивалентности; K_HЕ = K_FЕ = 1,0;

N – требуемый ресурс зубчатого колеса (наработка), циклов;

N_HG – базы циклов контактных напряжений.

циклов,

где t_Σ- машинное время работы, час;

n – частота вращения зубчатого колеса, мин^-1;

с – число вхождений в зацепление зубьев за один его оборот.

ч,

где L – срок службы передачи, лет;

К_г – коэффициент использования передачи в течение года;

К_с – коэффициент использования передачи в течение суток;

ПВ – относительная продолжительность включения.

циклов [3] при .

5.2.2.5.3 Коэффициент нагрузки K′_H , K′_F

.

Коэффициент концентрации при постоянной нагрузке K_β =1.

При проектировочном расчете K′_υ =1.

5.2.2.5.4 Расчетный вращающий момент на изгибную прочность T′_PF, МПа

кН·м,

где K_FД - коэффициенты контактной и изгибной долговечности;

K′_F - коэффициенты нагрузки.

5.2.2.5.5 Коэффициент долговечности K_FД

,

где K_FЕ - коэффициенты эквивалентности;

N – требуемый ресурс рассчитываемого зубчатого колеса, циклов;

N_FG - базы циклов контактных и изгибных напряжений.

N_FG = 10⁶ циклов [3].

5.2.3 Проектный расчет червячной передачи

5.2.3.1 Межосевое расстояние а, мм

мм.

Из единого ряда главных параметров [3] принимаем а = 180 мм.

5.2.3.2 Число зубьев червячного колеса Z₂

5.2.3.3 Модуль m', мм

мм.

Принимаем m = 6 мм

5.2.3.4 Коэффициент диаметра червяка q'

Принимаем q = 10.

5.2.3.5 Коэффициент смещения X