Выбор материала червячной пары

По рекомендациям п. 2.2.2, с учетом предварительной скорости скольжения =4,497 м/сек, выбираем материал венца червячного колеса из группы II – безоловянная бронза БрА9Ж3Л. Учитывая мелкосерийное производство выбираем литье в песчаные формы. По табл. 3.1 [3] прочностные характеристики для бронзы БрА9Ж3Л: =425 МПа, =195 МПа.

По рекомендациям п. 2.2.3, с учетом материала венца червячного колеса выбираем материал червяка – сталь 40ХН с поверхностной закалкой до твердости 45…53 HRC с последующей шлифовкой. Степень точности изготовления червяка – 8.

Выбор типа червяка

По рекомендациям п. 1.2, с учетом характера передачи (среднескоростная силовая передача) и передаваемой мощности (свыше 2 кВт), выбираем эвольвентный червяк ZJ.

 

Допускаемые напряжения

5.3.1 Допускаемые контактные напряжения (для группы II):

МПа.

где = 300 МПа для червяков с твердостью на поверхности витков HRC.

5.3.2 Допускаемые изгибные напряжения (для группы II)

Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи:

,

где – время работы передачи, ч.

Коэффициент долговечности:

.

Исходное допускаемое напряжение изгиба для материалов группы II:

МПа.

Допускаемое изгибное напряжение:

МПа.

Так как передача работает в реверсивном режиме, то полученное значение нужно уменьшить на 25%:

Окончательно принимаем: МПа.

 

Проектировочный расчет

Основные параметры передачи

Так как 40, то число заходов червяка 1.

Межосевое расстояние, мм:

мм,

где = 610 для эвольвентных червяков;

– коэффициент концентрации нагрузки: при постоянном режиме нагружения (как самый неблагоприятный вариант) = 1.

Полученное межосевое расстояние округляем в большую сторону: 250 мм.

Число зубьев колеса:

.

Модуль передачи:

мм;

Модуль округляем до ближайшего стандартного значения в полученном диапазоне: 10 мм.

Коэффициент диаметра червяка:

.

Минимально допустимое значение q из условия жесткости червяка:

.

.

10 > 8,48.

Условие жесткости червяка соблюдается, дополнительной проверки жесткости не требуется.

Коэффициент смещения:

.

Так как коэффициент смещения находится в рекомендованном диапазоне значений: –1 £ x £ 0, то окончательно принимаем полученные значения , , и q.

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре:

рад = 5, 71º;

на начальном цилиндре:

рад = 5,71º.

Фактическое передаточное число:

.

Погрешность передаточного числа:

 

5.4.2 Размеры червяка и колеса (см. п. 2.5, рис. 2.3)

Диаметр делительной окружности червяка:

мм.

Диаметр окружности выступов червяка:

мм.

Диаметр окружности впадин червяка:

мм.

Диаметр делительной окружности червячного колеса:

мм.

Диаметр окружности выступов:

мм.

Диаметр окружности впадин:

мм.

Диаметр колеса наибольший:

мм,

где – для передач с эвольвентным червяком.

Ширина венца:

мм;

Длина нарезанной части червяка :

221,95 мм.

Принимаем b ₁ = 222 мм.