Выбор материала и определение допускаемых напряжений

3. Выбор материала и определение допускаемых напряжений

 Выбор материала.

Ожидаемая скорость скольжения: 

По таблице 1.1 из [2] с учетом V_ск выбираем материал венца червячного колеса: Бр.ОЦС6-6-3 s_в = 200(МПа), s_т = 90(МПа), способ отливки – в металлическую форму.

Червяк принимаем Сталь45 закалённая HRC 45-50.

 Расчет допускаемых напряжений.

Суммарное время работы передачи:

ч

где =5 лет – срок службы;

 =0,3 – годовой коэффициент использования;

 =0,3 – суточный коэффициент использования.

Суммарное число циклов перемены напряжений:

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную выносливость:

где - коэффициент приведения для расчетов на контактную выносливость ([2] табл. 2.2).

При расчете на изгибную выносливость:

где - коэффициент приведения для расчетов на изгибную выносливость

([2] табл. 2.2).

Допускаемые напряжения для расчета на контактную и изгибную выносливость:

МПа

МПа

где - предел выносливости;

 - предел текучести.

Расчётные допускаемые напряжения:

 МПа

 МПа

где - коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала 1-ой группы ([2] рис. 2.3);

 - коэффициент безопасности ([2] табл. 2.4).

Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность при действии пиковых нагрузок:

контактная прочность

МПа

изгибная прочность

МПа

Сравниваем предельные допускаемые напряжения и расчётные допускаемые напряжения:

 

4. Расчет червячной передачи

Значение коэффициента нагрузки:

Ориентировочное значение межосевого расстояния:

  

где Т₂ – вращающий момент на валу червячного колеса, Нм.

Число зубьев червячного колеса:

Осевой модуль:

Предварительное значение коэффициента диаметра червяка:

Значение модуля и коэффициента диаметра согласуется по рекомендации ГОСТ 2144-76 (таблица 28 [2]) с целью уменьшения номенклатуры зуборезного инструмента. Принимаем m = 6,3 и q=14.

Уточняем межосевое расстояние:

Округляем его до ближайшего стандартного значения из ряда: …125;160;180…

Принимаем

Коэффициент смещения:

Начальный угол подъема червяка:

 Размеры червяка.

Диаметр делительный:

Диаметр начальный:

Диаметр вершин витков:

Диаметр впадин витков:

Длина нарезной части:

Выбираем  мм.

 Размеры червячного колеса.

Диаметр делительный окружности колеса:

Диаметр вершин зубьев:

Диаметр колеса наибольший:

Диаметр впадин зубьев:

Ширина венца колеса:

 Проверочный расчёт передачи на прочность.

Окружная скорость на червяке:

Скорость скольжения в зацеплении:

Уточняем :

где

  - коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала 1-ой группы

Расчетное напряжение на рабочих поверхностях зубьев не превышает допускаемого, следовательно, ранее установленные параметры передачи можно принять:

 КПД передачи.

где

- предельный угол трения

 Силы в зацеплении.

Окружная сила на колесе (осевая на червяке):

Окружная сила на червяке (осевая на колесе):

Радиальная сила:

 Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.

Эквивалентное число зубьев колеса:

Коэффициент формы зуба колеса выбираем по таблице 31 [2]:

Напряжения изгиба в зубьях червячного колеса.

Условие прочности выполняется, так как s_F<[s]_F, следовательно, m и q были нами выбраны верно.

 Тепловой расчёт.

Мощность на червяке:

Температура рабочая:

где - коэффициент, учитывающий отвод теплоты;

  м² - поверхность охлаждения корпуса;

  - коэффициент теплоотдачи.