Розрахунок втомних контактних напружень

4.2.1.А. При розрахунку на контактну втому зубців черв'ячних коліс, виготовлених iз олов'янистих бронз, допустиме контактне напруження визначають за формулою:

залежить від коефіцієнта інтенсивності спрацювання зубців (табл. 4.2).

Таблиця 4.2 – Значення коефіцієнта інтенсивності спрацювання зубців

, м/c				8
	0,95	0,88	0,83	0,8

– коефіцієнт довговічності [1, с.356]: ; 0,67 K_HL 1,15,

де – еквівалентне число циклів навантаження

– коефіцієнт інтенсивності навантаження (табл. 4.3):

Таблиця 4.3 – Значення коефіцієнта еквівалентності

Режим навантаження	Постійний	Важкий	Середній рівномірний	Середній нормальний	Легкий
		0,41	0,2	0,13	0,05
		0,2	0,1	0,04	0,01

– загальна кількість циклів ,

де – строк служби деталі (год.); – кутова швидкість.

4.2.1.Б. Для зубців черв'ячних коліс, виготовлених iз твердих безолов'янистих бронз та чавунiв, беруть . Знаходимо – допустиме контактне напруження за формулою:

- для безолов’янистих бронз:

;

- для чавунів:

.

4.2.2. Розрахунок втомних напружень при згині

4.2.2.А. Для розрахунку на втому при згинi олов’янистих та безолов’янистих бронз допустиме напруження визначають за формулою:

;

– допустиме напруження:

- – при реверсивному навантаженні;

- – при нереверсивному навантаженні;

- ;

– коефіцієнт довговічності при розрахунку на згин:

; 0,54 1,

де – еквівалентне число циклів: ;

– коефіцієнт інтенсивності навантаження (табл. 4.3);

– загальна кількість циклів.

ураховуючи обмеження, беремо , тоді .

4.2.2.Б. Для зубцiв чавунних коліс

– допустиме напруження;

– при реверсивному навантаженні;

– при нереверсивному навантаженні.

4.3. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ПЕРЕДАЧІ I СИЛ,

ЩО ДІЮТЬ У ЗЧЕПЛЕННІ

Мінімальна міжосьова відстань черв’ячної передачі , мм:

де – допоміжний коефіцієнт, = 310 – для поєднання матеріалів черв'яка та колеса сталь-бронза, = 315 – для поєднання матеріалів сталь-чавун;
, Н×м; , МПа;

– коефіцієнт діаметра черв’яка, більші значення рекомендують брати для насадних черв’яків або при великих передатних числах, щоб забезпечити достатню жорсткість черв'яка. Число витків черв'яка Z₂ =1; 2; 4 потрібно брати по можливості більшим (підвищується ККД передачі).

Таблиця 4.4 – Орієнтовні значення числа витків черв’яка

u	8...15	15...30	>30
Z1

Мінімальне число зубців = 28 обмежується умовою непiдрiзання, а = 80 умовою обмеження габаритних розмірів передачі. У деяких випадках допускається число зубцiв = 100 i більше.

– число зубців черв’ячного колеса, рекомендують 28 80.

=2, ; ,

Таблиця 4.5 – Вiдповiднiсть модулiв m i коефiцiєнтiв

дiаметра черв'яка q

m, мм	q	m, мм	q
1; 1,25	10; 12,5; 16; 20; 25		8; (9); 10; 12,5; 16; 20
1,6	10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18); 20; 25		8; (9); 10; 12,5; 16
2; 2,5; 3,15; 4; 5	8; (9); 10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18)		10; 12,5; 16
12,5	8; (9); 10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18)	-	-

Примітка. Усі наведені в таблиці значення q дозволяється застосовувати при =1; 2 та 4, при q= 18 та 25 припустиме лише одне значення =1.

Приймаємо q = 12,5.

– коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині вінця:

,

тут – коефіцієнт деформації черв’яка (табл. 4.6)

Таблиця 4.6 – Значення коефіцієнту деформації черв’яка

Число витків черв’яка	Коефіцієнт при коефіцієнті діаметра q
				12,5

– коефiцiєнт, що враховує вплив режиму роботи передачі (табл. 4.7)

Таблиця 4.7 – Значення коефіцієнту, що враховує вплив режиму роботи

Режим навантаження	П	В	СР	СН	Л
		0,77	0,6	0,5	0,31

;

.

Модуль черв’ячної передачі: .

Отримане значення модуля m узгоджуємо зі стандартним значенням m (табл. 4.5):

За стандартом вибираємо m = 5, якому відповідає q =12,5.

Висота головки витка черв’яка та зубця колеса: h_a = m = 5 мм.

Висота ніжки витка та зубця: .

Ділильні діаметри черв’яка та черв’ячного колеса:

.

Діаметри впадин виткiв черв’яка і зубців колеса:

Діаметри вершин виткiв черв’яка та зубців колеса:

.

Міжосьова відстань передачі:

; .

Найбільший діаметр черв’ячного колеса:

Z₁ =1,

Z₁ =2, у нашому випадку

Z₁ =4, .

Ширина вінця черв’ячного колеса:

Z₁ =1 або Z₁=2,

(приймаємо =60 мм для зменшення діючих контактних напружень);

Z₁ =4

Довжина нарізаної частини черв’яка:

Z₁ =1 або Z₁ =2, ;

Z₁ =4, .

Ділильний кут підйому лінії витка черв’яка:

; .

Швидкість ковзання в зачепленні , (м/с):

,

,

– (м), – (рад/с).

Якщо отримане значення швидкості ковзання дуже відрізняється від отриманого раніше, уточнюємо значення допустимого контактного напруження.

Призначають ступінь точності передачі за табл. 4.8:

Таблиця 4.8 – Значення ступені точності передачі

Швидкість ковзання, , м/c	<2	<5	<10
Ступінь точності,

Ступінь точності передачі .

Сили у зачепленні черв’ячної передачі:

- колова сила, що діє на зубці колеса, дорівнює осьовій силі на черв’яку:

, – (Н·м), – (м); (Н);

- радіальна сила на колесі дорiвнює радiальнiй силi на черв’яку:

; (Н);

- осьова сила на колесі дорiвнює коловій силi на черв’яку:

; (Н).

4.4. РОЗРАХУНОК ЗУБЦІВ ЧЕРВ’ЯЧНОГО КОЛЕСА