Расчет прочности червячной передачи по CSN 01 4686

На основе расчета балки с заделанными концами. Включает большинство эффектов.

Запас прочности по контактной усталости

Где:

 

σHlim

предел контактной усталости (значение для материала)

 

Ft

касательная сила, действующая на зубья

 

bw

рабочая ширина зубчатого венца

Запас прочности по усталости при изгибе

Где:

 

σFlim

предел усталости при сгибе (значение для материала)

Проверка роста температуры

Устойчивость к повышенным температурам: Qod ≥ Pz

Где:

 

Qod = ϑD A k

теплота, отведенная маслом

 

ϑD = tmax – t0 = 60o

допустимый перепад температуры

 

A

поверхность, отводящая тепло, A ≈ 9 . 10–5 a1,85 для ребристой поверхности редуктора

 

k

коэффициент теплопередачи, k ≈ 6,6 . 10–3 (1 + 0,4n10,75) для редуктора с веерной и червячной передачей

Проверка отклонения червячного вала

Если червяк установлен симметрично и имеет длину l = 2,5 b1:

Где:

  

момент инерции

 

Допустимое отклонение:

 
 

yD ≈ 0,004 m

закаленный червячный вал

 

yD ≈ 0,01 m

термообработанный червячный вал

Расчеты коэффициентов

ZN... коэффициент долговечности (для контакта)

1 ≤ ZN ≤ 1,8

YN... коэффициент долговечности (для изгиба)

1 ≤ ZN ≤ 1,85

NHlim, NFlim... базовое число циклов нагрузки (свойство материала)

NK1,2... требуемое число циклов нагрузки (скорость)

NK2 = 60 Lh n2

ZL... смазка

Zv... окружная скорость

ZE... механические свойства материала

Где:

   μ

коэффициент Пуассона (значение для материала)

 

E

модуль упругости (значение для материала)

ZH... форма сопряженных зубьев

Zε... длина контактных кривых

Yε... эффект профильного зацепления

для εβ < 1:

 

для εβ ≥ 1:

 

Yβ... направление спирали

Где:

 

Yβ min = 1 – 0,25 εβ ≥ 0,75

YF... форма зуба (табличное значение)

ZV

YF

20

1,98

22

1,93

25

1,95

27

1,8

30

1,76

33

1,7

36

1,62

40

1,55

45

1,48

50

1,45

60

1,4

80

1,34

100

1,3

150

1,27

300

1,24

KH... дополнительные нагрузки (для контакта)

KH = KA KHv KHβ KHα

KF... дополнительные нагрузки (для изгиба)

KF = KA KFv KFβ KFα

KA... внешние динамические силы

Где:

 

KHv = KFv

табличные значения

  

нагрузка, действующая на один зуб

  

неравномерное распределение нагрузки по ширине (при контакте)

   Θ

деформация червячного вала (табличное значение)

  

неравномерное распределение нагрузки по ширине (при изгибе)

  

 
 

h = 2 m