Инженерная графика Шлицевые соединения Конструирование соединений Коническо-цилиндрические редукторы Коэффициент нагрузки для червячных передач Расчет плоскоременной передачи

КОЭФФИЦИЕНТ НАГРУЗКИ.

МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Коэффициент нагрузки для червячных передач

где Кb — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий; Кv — коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении.

Коэффициент Кb зависит от характера изменения нагрузки и от деформаций червяка. Кручение тонкостенных стержней замкнутого профиля. Значительно более жестким и поэтому более целесообразным при кручении являются тонкостенные стержни замкнутого профиля.

где q — коэффициент деформации червяка, определяемый по табл. 4.6; х — вспомогательный коэффициент, зависящий от характера изменения  нагруз-

4.6. Коэффициент деформации червяка q

z1

Значения q

8

10

12,5

14

16

20

1

72

108

154

176

225

248

2

57

86

121

140

171

197

3

51

76

106

132

148

170

4

47

70

98

122

137

157

ки:

Ti, ti, ni - соответственно вращающий момент, продолжительность и частота вращения при режиме i : Tmах — максимальный длительно действующий вращающий момент. В расчетах, когда не требуется особая точность, можно принимать: при постоянной нагрузке х=1,0; при незначительных колебаниях нагрузки х » 0,6; при значительных колебаниях нагрузки х » 0,3.

При постоянной нагрузке коэффициент Кb = 1,0.

Коэффициент Кv зависит от точности изготовления передачи и от скорости скольжения vs (табл. 4.7). По этой таблице можно назначать степень точности передачи.

4.7. Коэффициент динамичности нагрузки Кv

Степень

точности

Скорость скольжения vs ,м/с

до 1,5

Св. 1,5 до  3

св. 3 до 7,5

св. 7,5 до  12

6

¾

¾

1,0

1,1

7

1,0

1,0

1,1

1,2

8

1,15

1,25

1,4

¾

9

1,25

¾

¾

¾

 По ГОСТ 3675 -8I установлено 12 степеней точности дл ячервячных передач; дл ясиловых передач предназначаются степени точности от 5-ой до 9-й в порядке убывания точности; для редукторов общего назначения применяют в основном 7-ю и 8-ю степени точности.

Материалы червяка и червячного колеса выбирают с учетом условий работы проектируемой передачи и скорости скольжения: при vs £ 2 м/с допустимо применять чугунные червячные колеса, работающие в паре со стальными червяками. При больших значениях vs червячное колесо делают составным: венец (бандаж) из бронзы, а колесный центр — из чугуна. Наилучшими антифрикционными свойствами обладают оловянно-фосфорные бронзы (БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1). Часто применяют также оловянно-цинково-свинцовые бронзы (например, БрО5Ц5С5) и безоловянистые бронзы (БрА9ЖЗЛ, БрА10Ж4Н4Л).

Оловянные бронзы применяют при скоростях скольжения до 25 м/с. Безоловянные бронзы значительно дешевле оловянных, имеют высокие механические характеристики, но антифрикционные свойства их несколько хуже. Для безоловянных бронз допускаемая скорость скольжения до 7 — 8 м/с (в крайнем случае до 10 м/с) при работе в паре со стальным шлифованным или полированным червяком, имеющим твердость рабочих поверхностей не ниже HRC 45 (закалка обеспечивает HRC 45 — 50. а цементация и закалка — HRC 56-62).

Для изготовления червяков применяют среднеуглеродистую конструкционную счаль (сталь 45, 50) и различные марки легированной стали (12ХН3А, 15Х, 20Х, 20ХН3А — цементуемые, а затем закаливаемые: 40Х, 40ХН, 30ХГС, 35ХМ – подвергаемые закалке или улучшению: 38ХМЮА — азотируемую). Термическая или термохимическая обработка червяка до твердости выше HRC 45 и последующее шлифование или полирование позволяют повысить допускаемые напряжения для червячных пар (табл. 4.8).

Расчетные значения допускаемых напряжений изгиба [s0F] и [s-1F] и контактных (в тех случаях, когда эти напряжения определяются по сопротивлению усталостному выкрашиванию — см. табл. 4.8) получают умножением чабличных значений [s0F]¢, [s-1F]¢, [sН]¢ на коэффициенты долговечности: 

[sН] = [sН]¢ КHL ;

[s0F] = [s0F]¢ KFL и [s-1F] = [s-1F]¢ KFL

4.8. Механические характеристики, основные допускаемые

контактиые напряжения [sН]¢ и основные допускаемые напряжения изгиба [s0F]¢ и [s-1F]¢ для материалов червячных колес, МПа

Значения KFL при бронзовом венце червячного колеса определяют по формуле

где NS — суммарное число циклов перемен напряжений.

Для передач машинного привода при числе циклов каждого зуба колеса меньшем, чем 106, следует принимать NS = 106; если окажется, что число циклов больше 25×107, надлежит принимать NS = 25 • 107. Следовательно, значения KFL изменяются в пределах max KFL = 1,0; min KFL = 0,543.

Для передач с чугунными червячными колесами, работающих длительное время, следует принимать KFL = 1,0.

При ручном приводе независимо от материала венца червячного колеса рекомендуется принимать KFL = 1,5.

Величину NS вычисляют по формуле

где n2 — частота вращения червячного колеса, об/мин; t — срок службы передачи, ч.

Коэффициент долговечности при вычислении [sН] опреде ляют по формуле

При нереверсивной работе передачи значение NS вычисляют по формуле (4.29). В случае реверсивной нагрузки с одинаковым временем работы в обоих направлениях в формулу (4.30) следует подставлять значение NS вдвое меньшее, чем вычисленное по формуле (4.29).

При числе циклов, превышающем 25 × 107, в формулу (4.30) следует подставлять NS = 25 × 107; следовательно, минимальное значение рассматриваемого коэффициента min КHL = 0,67.

Найденное по формуле (4.30) значение КHL не должно превышать своего максимального значения max КHL = 1,15; если получится КHL > max КHL , то надо принимать КHL = 1,15.

Приведенные даные для определения коэффициентов KFL  и КHL относятся к передачам, работающим с примерно постоянной нагрузкой; при переменной нагрузке следует исходить из эквивалентного числа циклов

4.9. Допускаемые контактные напряжения  для червячных колес из условия стойкости против загдапия

Материал

[sН], МПа, при скорости скольжения vs , м/с

венца червячного колеса

червяка

0

0.25

0.5

1

'

БрА9ЖЗЛ

БрА10Ж4Н4Л

СЧ15 или

СЧ18

СЧ10 или

СЧ15

Сталь, твердость HRC > 45

То же

Сталь 20 или

20Х цементо-

ванная

Сталь 45 или

Ст.б

184

170

155

141

182

196

128

113

179

192

113

98

173

187

84,5

71

167

181

161

175

150

164—

138

152

 

4.10. Предельные допускаемые напряжения при пиковых нагрузках

Материал

[sН] пред

[sF] пред

Оловянные бронзы

Безоловянные бронзы

4 sт,

2 sт

0,8 sт

Чугун

260-300 МПа

0,6 sв

где Тi, ti, ni — соответственно вращающий момент, продолжительность его действия и частота вращения при i-м режиме; Тmax - наибольший длительно действующий момент; показатель степени х=9 при определении KFL и х = 4 при определении KFL.

Допускаемые контактные напряжения, если они установлены по условию сопротивления заеданию и зависят от скорости скольжения, выбирают по табл. 4.9. Табличные значения являются одновременно и расчетными, так как допускаемые напряжения не связаны с сопротивлением усталостному выкрашиванию и коэффициент долговечности в этом случае не должен учитываться.

Предельные допускаемые напряжения, по которым ведется расчет при пиковых нагрузках, приведены в табл. 4.10.

На чертежах тех деталей, которые обрабатываются совместно с другими деталями не при сборке, должны быть даны соответствующие указания, например: Расточить совместно с дет. 15.

Если в окончательно изготовленных деталях требуется сохранение центровых гнёзд, то последние изображаются на чертеже по ОСТ 3725.

Если же в окончательно изготовленных деталях не должно быть центровых гнёзд, то на чертеже это указывается надписью: Центровые гнёзда не допускаются.

Если конструктивно безразлично, должны или не должны быть оставлены центровые гнёзда, то на чертеже детали они не изображаются и никакими примечаниями не оговариваются.

На рабочих чертежах деталей размеры, определяющие расположение сопрягаемых поверхностей, должны быть проставлены, как правило, от конструктивных баз, с учётом возможности их соблюдения и контроля (фиг. 271, б).

Проставлять размеры на чертежах в виде замкнутой цепочки или вводить повторяющиеся размеры не допускается.

Размеры, относящиеся к одному и тому же элементу детали (канавке, углублению и т. п.), рекомендуется группировать на одной проекции, отдавая преимущество проекции, на которой данный элемент изображён наиболее ясно.

Не рекомендуется на чертеже проставлять размеры невидимого контура, изображённого штриховыми линиями.

При деталировании сборочного чертежа могут быть два случая:

1)   если количество деталей данной сборочной единицы невелико, то чертежи деталей помещают на одном листе со сборочным чертежом. Сборочный чертёж в этом случае вычерчивают справа в нижней половине листа;

2)   если изделие состоит из большого числа деталей, то чертежи их помещают на отдельном листе или на нескольких листах.

При деталировании сборочных чертежей в первую очередь следует вычерчивать основную деталь, например корпус, так как с размерами основной детали связаны размеры сопряжённых с ней деталей, а также выбор и назначение посадок и знаков чистоты обработки поверхностей. Это важно ещё и потому, что размеры всех деталей должны быть взаимно увязаны. Например, если две детали скреплены между собою болтами, то в соединяемых деталях должны быть одинаковыми расстояние между осями отверстий для болтов и диаметры отверстий, через которые проходят болты.

Рабочий чертёж, кроме изображения детали, должен содержать также и необходимые для её изготовления и контроля размеры, допуски, обозначения чистоты поверхности, данные о материале, термообработке, отделке и другие технические требования к готовой детали, если последние не включены в технические условия.

Конические прямозубые колеса по ГОСТ 19325-73

Зубья червячного колеса являются расчетным элементом зацепления, так как они имеют меньшую поверхностную и общую прочность, чем витки червяка. Зубья червячных колес рассчитывают так же, как и зубья зубчатых колес — на контактную выносливость и на выносливость при изгибе: расчет на контактную прочность должен обеспечить не только отсутствие выкрашивания рабочих поверхностей зубьев, но и отсутствие заедания, приводящего к задирам рабочих поверхностей зубьев.

Планетарными называют передачи, колеса которых движутся подобно планетам солнечной системы: центральные колеса вращаются только вокруг своей оси (называемой центральной), а сателлиты 2, входящие в зацепление с центральными колесами, вращаются вокруг осей центральной и своей. Оси сателлитов закреплены на водиле, вращающемся относительно центральной оси.


В типовых заданиях на курсовое проектирование деталей машин