Червячных передач (по ГОСТ 2144-93)



Nbsp; Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Севастопольский государственный университет»   РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ       Методические указания к разделу курсового проекта по дисциплинам «Детали машин и основы конструирования» и «Прикладная механика» для студентов технических специальностей дневной и заочной форм обучения   Севастополь 2015   УДК 621.81   Расчет червячной передачи: Методические указания к разделу курсового проекта по дисциплинам «Детали машин и основы конструирования» и «Прикладная механика»/ Сост. В.И. Пахалюк, Л.В. Зуева Л.В., А.М. Поляков – Севастополь: Изд-во СевГУ, 2015. –16с.       Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Техническая механика и машиноведение» 29 июня 2015 г., протокол № 6.     Допущено учебно-методическим советом Политехнического института СевГУ в качестве методических указаний.              Рецензенты: заведующий кафедрой «Технология машиностроения», профессор Братан С.М. доцент кафедры «Автомобильный транспорт» Сопин П.К..   СОДЕРЖАНИЕ 1. Цель работы ………………………………………………………………....2 2. Расчет червячной передачи ………………………………….......................3 Библиографический список …………………………………………….......9 Приложение А. Таблицы для справок ……………………………………10   1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ   Оказание помощи студентам при расчете и проектировании червячной передачи с учетом рекомендаций ГОСТ 2144-93. Все необходимые материалы находятся в Приложении А и не требуют использования дополнительных литературных источников.    

РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Таблица 1 – Исходные данные

 

№ фо

рмул

Наименование

 

 

Обозначение

 

Величина

Размерность

НЧм

1   Крутящий момент на валу колеса  

T2

  Н·м
2 Частота вращения вала колеса (n=const)

n2

  мин-1
3 Передаточное число (ГОСТ 2144–93)  

u

   
4 Срок службы передачи  

Lh

  ч.

5

 

 

Т/Тmax

Циклограмма нагружения

 Тimax

 

 

                                            t  

                                             

 

i

  Тimax
 

1

 

2

3

 

4

6 Частота вращения вала червяка   n1, мин-1

uЧn2

             

 

 

Таблица 2 – Расчетные величины

 

№ фо рмул

 

Искомая величина

Обозн разм. Формула, источник, подстановка значений

Величина

1

2

3 4

5

1

Скорость скольжения (ориентировочное значение)

Vs op, м/с

 

 

2

Материал венца червячного колеса

 

Таблица А.2

ГОСТ

sв=…   МПа, sт=…  МПа

3

Материал червяка

 

Сталь …           ГОСТ…

4

Твердость поверхности витков червяка

 

H і 45HRC после

или H < 45HRC после

1

2

3

4

5
5

Допускаемое контактное напряжение, соответствующее базовому числу циклов перемены нагружений

    [sH ], МПа

К - 25 V s op – для венцов из безоловянных бронз; 

С V К1 s в – для венцов из оловянных бронз; где СV – коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала венца колеса:

     1,42 - 0,1 Vs op

              при Vs op Ј 4 м/с;

СV = 1,66 Vs op

             при 4< Vs op< 8 м/с;

 0,8 при Vs op і8 м/с.

К2 - 35 V s op – для колес из чугунов; где

К =300; К1=0,9; К2 = 200 - для червяков с H і HRC45  и   К =275; К1 =0,75; К2 =175 - для червяков с H<HRC45.

 

6

Базовое число циклов

NHO

107 цикл

 
7

Эквивалентное число циклов

NHE, цикл

 

 

 
8

Коэффициент долговечности

KHL

 

 
9

Коэффициент долговечности (принятое значение)

KHLпр

Для бронз с sВ ≥ 350 МПа безоловянных и чугуна KHLпр=1;

для бронз с sВ≤ 300 МПа

 0,67 ЈKHLпр Ј 1,7 .

 

 
10

Допускаемое контактное напряжение, соответствующее эквивалентному числу циклов

[sH]N

[sH ] KHLпр

1

2

3

4

5
11

Число витков червяка (принятое значение)

z1

Таблица А.3

 
12

Число зубьев колеса ориентировочное

z2

u × z1

 

 
13

Коэффициент диаметра червяка

q

q і 0,212 z2

Принять q по таблице А.4

 
14

Межосевое

расстояние

aw, мм

 

 

Принять aw  по таблице А.9

 
15

Допускаемое напряжение изгиба, соответствующее базовому числу циклов перемен напряжений

[sF] , МПа

(0,44sт+0,14sв)

          1,75

 
16

Базовое число циклов

NFO,

106 цикл

 
17

Эквивалентное число циклов

NFE

 

 
18

Коэффициент долговечности

KFL

 

 
19

Коэффициент долговечности (принятое значение)

KFLпр

Для бронз

0,54 ≤ KFL Ј 1.

Для чугуна KFL =1.

 
20

Допускаемое напряжение изгиба, соответствующее эквивалентному числу циклов

[sF]N, МПа

[sF]  KFL пр

21

Делительный угол подъема линии витка червяка

g, град

arctg (z1/q)  

или по таблице А.5

 
22

Эквивалентное число зубьев колеса         

zV2, зуб

 
1

2

3

4

5

23

Коэффициент формы зуба

колеса

YF2

При zV2 ≤ 37;    2,4-0,0214 zV2;  

при 37< zV2≤ 45  2,21-0,0162 zV2;

при zV2> 45     1,72-0,0053 zV2.

 

 

24

Модуль

зацепления

m, мм

 

 

Принять m по таблице А.6

 
25

Условие

 

Значения m (п. 24), q (п. 13) и

z1 (п.11) должны соответствовать сочетанию по ГОСТ 2144-93. Таблица А.8

 
26

Коэффициент смещения червяка

х

 
27

Условие

 

-1Ј х Ј1. Если  >1, то изменить aw, m, z2 или q.

 
28

Принятые значения

 

aw=     мм ;

m =     мм.

z2 =         

q =         

 
29

Передаточное число (фактическое значение)

uфакт.

 
30

Отклонение

Du, %

 
31

Допускаемое отклонение

[Du],%

Таблица А.7  

 
32

Условие

 

Du Ј [Du]

 
33

Действительный дели- тельный угол подъема линии витка

g, град

 

или по таблице А.5  

 
34

Окружная

скорость червяка

V1, м/с

 
35

Скорость

скольжения

VS, м/с

 
36

Условие

 

VS Ј VS ор

 
37

Степень точности

 

Таблица А.10 или см. п. 38

 
1

             2

3

                  4

5
38

Коэффициент динами-

ческой нагрузки

KV

KV=0,3+0,1·ST+0,02·Vs при Vs<10м/с ST=7;

Vs< 5м/с  ST=8;

Vs< 1м/с ST=9; где ST- степень точности передачи.

 

 

 
39

Коэффициент деформа-ции червяка

θ

 при z1=1 18,4 q -73,5;

 при z1=2 14,5 q – 58;

 при z1=4 11,5 q – 45.

 

 
40

Коэффициент неравномерности распределения

нагрузки по ширине венца

K

 

 

 
41

Расчетное контактное напряжение

sH, МПа

 

42

Условие

прочности

 

бH Ј [бH] N

В случае необходимости по пунктам 5 и 10 можно уточнить [sH]N по фактической скорости VS из пункта 35

 

 
43

Эквивалентное число

 зубьев колеса

zV2, зуб

 

 
44

Коэффициент формы зуба для колеса

YF2

Повторить п.23   

 
45

Расчетное напряжение

 изгиба

sF, МПа

 

 

 
46

Условие прочности

 

 

sF Ј [ sF]N

 
1

2

3

4

5

47

Угол трения

r, град

Оловянные бронзы

при VS ≤0,25 м/с     5,7-8VS 

при 0,25<VS ≤1м/с 4,1-1,6VS

при 1<VS ≤4м/с 2,9-0,4VS

при 4<VS ≤7м/с 1,7-0,1VS

при VS >7м/с 1,147-0,021VS

 

 

Безоловянные бронзы

при VS ≤0,25 м/с 6,9-10,4VS

при 0,25<VS ≤1м/с 4,7-1,6VS

при 1<VS ≤4м/с 3,57-0,47VS

при   VS >4м/с 1,94-0,06VS

 

48

Делительный диаметр                                         

                                        

ч d1, мм

m × q

 
к d2, мм

m×z2

 

49

Начальный диаметр                                                  

ч dw1,мм

m (q +2x)

 
к dw2,мм

d2

 
50

Межосевое расстояние

aw, мм

 dw1 + dw2

  2

 

51

Диаметр вершин        

ч

dа1, мм

d1+2ha*m

(hа*=1)

 

к

dа2,мм

d2+2(ha*+x)m

 

52

 Диаметр впадин    

ч

df1, мм

d1-2(ha*+c*)m

 (c*=0,2)

 

к

df2, мм

d2-2(ha*+c*-x) m

 
53

Наибольший диаметр

 колеса

dаm2, мм

 

 

54

Длина нарезанной части

 червяка

b1, мм

Таблица А.11 (с обязательным примечанием 2)

 

Длина нарезанной части червяка (принятое значение)

b1 , мм

Таблица А.1, по ряду Ra40 ближайшее большее число

 

55

Ширина венца колеса

b2,мм

Таблица А.12

 

Ширина венца колеса (принятое значение)

b2, мм

Таблица А.1, по ряду Ra40 ближайшее меньшее число

 
56

Начальный угол подъема линии витка

γw, град

 
57

Коэффициент полезного действия передачи

h  

   

 

 

 
1

2

3

4

5
58

Окружное усилие на колесе

Ft2, H

59

Радиальное усилие на колесе

Fr2, H

Ft2 tga

 (a=20°)

 
60

Осевое усилие на колесе

Fa2, H

Ft2 tg (gw + r)

 
61

Окружное усилие на червяке

Ft1, H

Fa2

 
62

Радиальное усилие на червяке

Fr1, H

Fr2

 
63

Осевое усилие на червяке

Fa1, H

Ft2

 
                 

 

Вычисления параметров в соответствии с ГОСТ 19326-73 должны производиться со следующей точностью:

· линейные размеры - с точностью не ниже 0,0001 мм;

· отвлеченные размеры - с точностью не ниже 0,0001 мм;

· угловые размеры - с точностью не ниже 1´;

· тригонометрические величины - с точностью не ниже 0,00001;

· передаточные числа, числа зубьев эквивалентных зубчатых колес, коэффициенты смещения и коэффициенты изменения толщины зуба – с точностью не ниже 0,01.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. ГОСТ 18498-89. Передачи червячные. Термины, определения и обозначения.

2. ГОСТ 2144-93. Передачи червячные цилиндрические. Основные параметры.

3. ГОСТ 19650-95. Передачи червячные цилиндрические. Расчет геометрии.

4. ГОСТ 19672-74. Передачи червячные цилиндрические. Модули и коэффициенты диаметра червяка.

5. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.- М.: Высш. шк., 2002.-467с.

6. Иванов М.Н. Детали машин / М.Н. Иванов.– М.: Высш. шк., 1991.-383с.

7. Решетов Д.Н. Детали машин/ Д.Н. Решетов.– М.: Машиностроение, 1989.- 496с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Таблица А.1 - Нормальные линейные размеры (диаметры, длины,                                                                                                                         

                      высоты и др.) по ГОСТ 6636-69, мм                              

Ряды

До­пол­н разм.

Ряды

Дополн  раз­м.
Ra5 Ra10 Ra20 Ra40   Ra5 Ra10 Ra20 Ra40
1,0 1,0 1,0 1,0       5,3 5,5
      1,05       5,6 5,6 5,8
    1,1 1,1         6,0 6,2
      1,15   6,3 6,3 6,3 6,3 6,5
  1,2 1,2 1,2 1,25       6,7 7,0
      1,3 1,35     7,1 7,1 7,3
    1,4 1,4 1,45       7,5 7,8
      1,5 1,55   8,0 8,0 8,0 8,2
1,6 1,6 1,6 1,6 1,65       8,5 8,8
      1,7 1,75     9,0 9,0 9,2
    1,8 1,8 1,85       9,5 9,8
      1,9 1,95 10 10 10 10 10,2
  2,0 2,0 2,0 2,05       10,5 10,8
      2,1 2,15     11 11 11,2
    2,2 2,2 2,30       11,5 11,8
      2,4     12 12 12 12,5
2,5 2,5 2,5 2,5         13 13,5
      2,6 2,7     14 14 14,5
    2,8 2,8 2,9       15 15,5
      3,0 3,1  16 16 16 16 16,5
  3,2 3,2 3,2 3,3       17 17,5
      3,4 3,5     18 18 18,5
    3,6 3,6 3,7       19 19,5
      3,8 3,9   20 20 20 20,5
4,0 4,0 4,0 4,0 4,1       21 21,5
      4,2 4,4     22 22 23
    4,5 4,5 4,6       24  
      4,8 4,9 25 25 25 25  
  5,0 5,0 5,0 5,2       26 27

 

 

Продолжение таблицы А.1

Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Ra5 Ra10 Ra20 Ra40
    28 28 29       240  
      30 31 250 250 250 250  
  32 32 32 33       260 270
      34 35     280 280 290
    36 36 37       300 310
      38 39   320 320 320 330
40 40 40 40 41       340 350
      42 44     360 360 370
    45 45 46       380 390
      48 49 400 400 400 400 410
  50 50 50 52       420 440
      53 55     450 450 460
    56 56 58       480 490
      60 62   500 500 500 515
63 63 63 63 65       530 545
      67 70     560 560 580
    71 71 73       600 615
      75 78 630 630 630 630 650
  80 80 80 82       670 690
      85 88     710 710 730
    90 90 92       750 775
      95 98   800 800 800 825
100 100 100 100 102       850 875
      105 108     900 900 925
    110 110 112       950 975
      120 115 1000 1000 1000 1000 1030
  125 125 125 118       1060 1090
      130 135     1120 1120 1150
    140 140 145       1180 1220
      150 155   1250 1250 1250 1280
160 160 160 160 165       1320 1360
      170 175     1400 1400 1450
    180 180 185       1500 1550
      190 195 1600 1600 1600 1600 1650
  200 200 200 205       1700 1750
      210 215     1800 1800 1850
    220 220 230       1900 1950

Продолжение таблицы А.1

Ra5 Ra10 Ra20 Ra40 Ra5 Ra10 Ra20 Ra40
  2000 2000 2000 2060     4500 4500 4620
      2120 2180       4750 4870
    2240 2240 2300   5000 5000 5000 5150
      2360 2430       5300 5450
2500 2500 2500 2500 2580     5600 5600 5800
      2650 2720       6000 6150
    2800 2800 2900 6300 6300 6300 6300 6500
      3000 3010       6700 6900
  3150 3150 3150 3250     7100 7100 7300
      3350 3450       7500 7750
    3550 3550 3650   8000 8000 8000 8250
      3750 3850       8500 8750
4000 4000 4000 4000 4120     9000 9000 9250
      4250 4370       9500 9750

 

Примечания – 1. Таблица не распространяется на технологические межоперационные размеры, размеры, зависящие от других принятых величин и размеры, установленные в стандартах на конкретные изделия.

2. При выборе размеров предпочтение должно отдаваться рядам с более крупной градацией (ряд Ra5 следует предпочитать ряду Ra10, ряд Ra10 – ряду Ra20, ряд Ra20 – ряду Ra40). Дополнительные размеры, приведенные в таблице, допускается применять лишь в отдельных, технически обоснованных случаях.

Таблица А.2- Материалы венца червячного колеса

Материал венца червячного колеса Временное сопротивление σв, МПа Предел текучести σт, МПа Скорость скольжения VS max,м/с
Бр ОНФ 284 170 35
Бр О10Ф1 230 140 25
Бр О6Ц603 160 90 12
Бр О5Ц5С5 176 90 12
Бр О4Ц4С17 147 90 10
Бр А9ЖЗЛ 500 200 7
Бр А10ЖЗМц2 500 200 5

 

 

Таблица А.3- Число витков червяка

Число витков червяка    z1 4 2 1
Передаточное число  u 8…15 16…30 >30

Таблица А.4-Коэффициенты диаметра червяка q ( по ГОСТ 19672-74)

Ряд 1 6,3   8,0   10,0   12,5   16,0   20,0   25,0
Ряд 2   7,1   9,0   11,2   14,0   18,0   22,4  

 

Примечание – Значения ряда 1 следует предпочитать значениям ряда 2 и

                    q = 25,0 по возможности не применять.

Таблица А.5-Делительные углы подъема линии витка червяка γ

Число витков

z1

Значения γ при коэффициенте диаметра червяка q

6,3 7,1 8,0 9,0 10,0 11,2 12,5 14,0 16,0
1 9º 1´ 10´´ 8º 1´ 1´´ 7º 1´ 30´´ 6º 20´ 25´´ 5º 42´ 38´´ 5º 6´ 8´´ 4º 34´ 26´´ 4º 5´ 8´´ 3º 34´ 35´´
2 17º 36´ 45´´ 15º 43´ 55´´ 14º 2´ 10´´ 12º 31´ 44´´ 11º 18´ 36´´ 10º 7´ 29´´ 9º 5´ 25´´ 8º 7´ 48´´ 7º 7´ 30´´
4 32º 24´ 45´´ 29º 23´ 46´´ 26º 33´ 54´´ 23º 57´ 35´´ 21º 48´ 5´´ 19º 39´ 12´´ 17º 44´ 49´´ 15º 50´ 43´´ 14º 2´ 10´´

 

Таблица А.6– Модули m цилиндрических червячных передач, мм

По ГОСТ 19672-74)

1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0

 

Примечания – 1. Модуль определяется в осевом сечении червяка.

                   2. Допускается использование модулей: 1,5; 3,0; 3,5; 6,0; 7,0; 12,0.

Таблица А.7-Номинальные передаточные числа u ном цилиндрических

червячных передач (по ГОСТ 2144-93)

Ряд 1 8   10   12,5   16   20   25
Ряд 2   9   11,2   14   18   22,4  
Ряд 1   31,5   40   50   63   80  
Ряд 2 28   35,5   45   56   71    

Примечания – 1. Значения ряда 1 следует предпочитать значениям ряда 2.

2. Фактические значения u не должны отличаться от номинальных более, чем на 4%.

 

Таблица А.8-Сочетания модулей m , коэффициентов диаметра q и чисел

                  витков червяка z 1 (по ГОСТ 2144-93)

m  

1,00

 

1,25

 

1,60

 

q 16,0  

20,0

 

12,5

 

16,0

20,0

10,0

12,5

16,0

20,0

 

z1 1  

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

 

m  

2,0

 

 

 

2,50

q 8,0   10,0  

12,5

 

16,0

 

20,0  

8,0

 

10,0

 

12,5

 

16,0

 

20,0

 

z1 1;2;4   1;2;4  

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4  

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4

 

m  

3,15

 

4,0

 

q 8,0   10,0  

12,5

 

16,0

 

20,0  

8,0

 

10,0

 

12,5

 

16,0

 

20,0

 

z1 1;2;4 1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;

4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

m  

5,0

 

6,3

 

q 8,0   10,0  

12,5

 

16,0

 

20,0   8,0

10,0

12,5

14,0

16,0

20,0

z1 1;2;4   1;2;4  

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4   1;2;4  

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4

m  

8,0

 

10,0

 

q 8,0 10,0

12,5

16,0

20,0

8,0

10,0

12,5

16,0

20,0

z1 1;2;4 1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

1;2;4

m  

12,5

 

16,0

 

20,0

 

q 8,0   10,0  

12,5

 

16,0

 

20,0   8,0  

10,0

12,5

16,0

8,0

 

10,0
z1 1;2;4   1;2;4  

1;2;4

 

1;2;4

 

1;2;4   1;2;4  

1;2;4

1;2;4

 

1;2;4

1;2;4

 

1;2;4
                                                 

 

Примечание – Допускается использование следующих сочетаний m, q и z1:

m  

1,5

 

2,0

 

2,5  

3,0

 

3,5

 

q 14   16  

12

 

12   10   12   10   12   14  
z1 1;2;4   1  

1;2;4

 

1;2;4   1;2;4   1;2;4   1;2;4   1   1  
m  

4,0

 

6,0       7,0   12,0   14,0  
q

9

 

12

 

9   12   12   10   8  
z1

1;2;4

 

1

 

1;2;4   1;2;4   1;2;4   1;2   2  
                     

 

Таблица А.9– Межосевое расстояние а w цилиндрических червячных


Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 938; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!