Определение основных параметров червячного редуктора

Основными параметрами червячного редуктора являются: передаточное число- u; межцетровое расстояние- a_w; число витков червяка- z₁; модуль зацепления- m.

Число витков червяка (число заходов) можно определить, посмотрев на червяк с торца: сколько ниток резьбы начинается с торца винта, столько витков имеет червяк.

Передаточное число определяется соотношением u= z₂/z₁ , где z₂ - число зубьев червячного колеса.

Модуль зацепления (осевой) , где P - осевой шаг червяка.

Угол наклона винтовой линии червяка , где:

d_a1 = (d₁ + 2m) - наружный диаметр червяка,  d₁ - делительный диаметр червяка.

Межосевое расстояние  , где d₂ - делительный диаметр колеса.

d₂ = mz₂ ; z₂ - число зубьев червячного колеса.

Коэффициент полезного действия червячной передачи  где - приведенный угол трения в зацеплении.

КПД возрастает с увеличением числа витков червяка z₁ и с уменьшением коэффициента трения f (или угла трения ). .

Ориентировочно значение коэффициента трения f можно принимать для стального шлифованного червяка и при условии, что червячная пара работает с окунанием в масляную ванну:

• венец колеса из оловянистой бронзы f = 0.03 - 0.05.

• венец колеса из бронзы типа БрАЖ-9-4Л f = 0.05 - 0.07.

При более точных расчётах рекомендуется принимать значения и в зависимости от скорости скольжения в зацеплении, из выражения, где:

- угловая скорость червяка (рад/с).

d₁  - делительный диаметр червяка в мм.

Корпус редуктора состоит из стенок, бобышек, фланцев, ребер и других элементов, соединенных в единое целое. Корпуса современных редукторов должны иметь строгие геометрические формы: все выступающие элементы следует располагать внутри корпуса; по осям валов ребра не ставить; фундаментные болты располагать в выемках корпуса так, чтобы лапы не выступали за его габариты; крышку с корпусом соединять винтами, ввертываемыми в корпус; верх крышки редуктора делать горизонтальным; проушины для подъема и транспортировки редуктора отливать заодно с крышкой.

Проверочный расчет валов по эквивалентному моменту

Определяем силы в зацеплении:

• окружная сила на червяке равна осевой силе на червячном колесе

• окружная сила на червячном колесе равна осевой силе на червяке

• радиальные силы на червяке и червячном колесе равны:

Н

Определяем реакции опор червяка

Для этого воспользуемся схемой нагружения валов.

а) вертикальная плоскость

Определяем величину изгибающих моментов.

б) горизонтальная плоскость

Определяем суммарный изгибающий момент для каждого сечения.

Расчет на прочность проведем по наиболее опасному сечению.

Условие прочности выполняется для каждой ступени вала.

Ведущий вал:

Определяем:

• суммарные реакции опор (Н);

• осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально-упорных подшипников;

• эквивалентная нагрузка (кН).

Долговечность определяется по более нагруженному подшипнику.

Проверка шпоночных соединений

Для передачи вращающего момента чаще всего применяют призматические и сегментные шпонки. Длину шпонки выбирают в зависимости от диаметра вала, длину шпонки назначают на 8…10 мм меньше длины ступицы.

Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок — по ГОСТ 23360-78.

Рис. 2 Расчетная схема шпоночного соединения

Выбор сорта масла. Смазывание зацепления и подшипников

Смазывание зубчатого зацепления и подшипников применяем в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшения износа, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибраций.

Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач масло заливают так, чтобы венцы колес были в него погружены на высоту зуба. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса редуктора, откуда стекает в нижнюю его часть и подшипники. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Картерное смазывание применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков от 0,3 до 12,5 м/с.

Смазывание подшипников осуществляется пластичными материалами при окружных скоростях υ < 3м/с. Полость подшипника, смазываемого пластичным материалом, должна быть закрыта с внутренней стороны подшипникового узла внутренним уплотнением.

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом вручную при снятой крышке подшипникового узла на несколько лет.

Применяем наиболее распространенные для подшипников качения - пластичные смазки типа солидол жировой (ГОСТ 1033-79).

Допуски, посадки, шероховатости и отклонения от правильной геометрической формы.

Для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент, применяют шпонки и посадки с натягом.

Посадка червячного колеса на вал по ГОСТ 25347-82.

Посадка полумуфты на цилиндрический конец вала редуктора при нереверсивной работе .

Посадка шкива ременной передачи на вал редуктора

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.

Для глухих крышек подшипников применяем посадку

Для крышек с отверстием для выходного конца вала - - при посадке в корпус.

Посадка стаканов подшипниковых узлов

Для посадки маслосбрасывающих колец

Назначение шероховатости для элементов деталей принимаются:

- Для посадочных поверхностей отверстий и валов

- Торцы заплечиков колеса, ступицы, профили зубьев

- Поверхности валов под резиновые манжеты

- Канавки, фаски, радиусы галтелей на валах

- Поверхности шпоночных пазов на валах: рабочая , нерабочая

- Боковая поверхность зуба

- Боковая поверхность зуба

- Все неуказанные поверхности