Министерство науки и образования Российской Федерации

Поволжский Государственный Технологический Университет

Кафедра ТТМ

Привод подъемника

Эскизный проект

ПП 00.00 ЭП

Выполнил: студент гр. ММ – 32

Козлов И. А.

Консультировал: к.т.н., доцент Осипов В.И.

Йошкар-Ола

2013г.

2.Разработка эскизного проекта.

2.1 Расчет червячного редуктора.

Исходные данные: Р₁=3,179кВт–мощность на быстроходном валу; n₁=256 об/мин–частота вращения червяка редуктора; U=11,1–передаточное отношение червячной передачи; режим нагружения: легкий (IV).

1) Число заходов червяка: Z₁=4, число заходов червячного колеса: Z₂=Z₁·U=4·11,1=44,4 принимаем Z₂ = 45≥28 –по условию неподрезания зубьев [2, с.213].

2) Вращающий момент на валу червяка: Т₁=119 Н·м;

Вращающий момент на валу колеса: Т₂=1122 Н·м.

3) Скорость скольжения: [2, с.223].

4) Материал колеса: БрА9ЖЗЛ при σ_T=390МПа, σ_B=195МПа [2, с.223];

червяка: Сталь 40Х (объемная закалка до 55 [2,с.176].

При этом допускаемое контактное напряжение:

[σ_Н]= [σ_Н]₀ – 25 =300 - 25·1,197=270 ≤ [σ_Н]_max [2, с.223],

где: [σ_Н]₀=300 МПа при Н≥45 HRC [2, с.223]

[σ_Н]_max =2 · σ_T =2 ·390 = 780 МПа;

Коэффициент долговечности: K_FL= ≤ 1,15

K_{FL =} = = 0,98 ≤ 1,15,

где N_FE=µ_F·N_K= 0,016·76,8· 10⁶ =1,23· 10⁶ - эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи [1, c. 33].

N_K=60·n₂·L_h =60· 256·0,5·10⁴=76,8· 10⁶ (время работы передачи L_h=0,5·10⁴ ч.) – Суммарное число циклов перемены напряжений [1, c. 34].

5) Предварительно назначаем коэффициент диаметра червяка q:

q>0,25·Z₂=0,25·45=11,25 , принимаем q=12,5 [2,с.212].

При этом q/Z₂=12,5/45=0,28 входит в рекомендуемые пределы = 0,22..0,4 [2,с.220].

6) Межосевое расстояние [2, с.220]:

округляем по ряду Ra40: a_W=160мм [2, с.143],

где:

Е₁=2,1·10⁵ МПа–модуль упругости стали (червяк)

Е₂=0,9·10⁵ МПа – модуль упругости бронзы (колесо).

7) Модуль: мм,

m=5мм соответствует стандартным значениям [2, с.212]

Коэффициент смещения:

[2,с.213].

Назначаем =150, =16, =44

Получаем: [2,с.213].

Уточним передаточное отношение: U_ред. = Z₂/ Z₁=44/4=11 =>

=> U_ред.= U_общ./ U_рем.=> U_рем.= U_общ./ U_ред.=31,1/11=2,83

8) Проверяем прочность по контактным напряжениям:

[2, с.220 ],

где: торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса: входит в рекомендуемые пределы: 1,8...2,2 [2, с.219];

_{коэффициенты расчетной нагрузки}: ; где K_V=1(коэффициент динамической нагрузки) при V_S<3 м/с и коэффициент концентрации нагрузки: [2, с.221];

_{делительный диаметр червяка:}

_{делительный диаметр колеса:}

_{коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии:}

_{половина дуги обхвата червяка колесом:}

_{угол профиля в осевом сечении:}

угол подъема винтовой линии: [2, c.212].

Уточняем величину скорости

где [2, c.215].

Условие прочности соблюдается с недогрузкой в 8%. Отметим, что перегрузка допустима не более 5%, недогрузка – не более 20%.

9) Проверяем прочность на изгиб: [2, с.221],

где: окружная сила колеса:

модуль по нормали: [2, с.221];

диаметр вершин зубьев червяка: [2, с.212];

ширина колеса: [2, с.213] ; – коэффициент формы зуба [2, с.221]

[2, с.224]

10) Уточняем КПД: [1, c.36],

где: угол подъема линии витка:

_{приведенный угол трения:}

отклонение:

11) Основные размеры:

Основные размеры червяка:

Z₁=4–количество заходов червяка;

m=5мм–модуль;

q=16–коэффициент диаметра червяка;

d₁=80мм–делительный диаметр червяка;

d_a1=90мм–диаметр вершин зубьев червяка;

d_f1=d₁–2,4·m=80–2,4·5=68 мм–диаметр впадин зубьев червяка [2, c.212];

b₁≥(12,5+0,09·Z₁)·m=(12,5+0,09·44)·5=82,3 мм, для шлифуемых и фрезеруемых червяков длину нарезанной части червяка b₁ увеличивается при m<10 мм на 25мм, поэтому b₁=107,3мм [2, c.212].

Основные размеры колеса:

a_W=150мм–межосевое расстояние;

χ=0–коэффициент смешения;

Z₂=44–число зубьев колеса;

b₂=53,25 мм–ширина колеса;

d₂=220 мм–делительный диаметр колеса;

d_a2=d₂+2·m=220+2·5=230 мм–диаметр вершин зубьев [2, c.213];

d_f2=d₂–2,4·m=220–2,4·5=208 мм–диаметр впадин зубьев [2, c.213];

d_aM≤d_a2+2m=230+2·5=240 мм–наибольший диаметр колеса [2, c.213];

Назначаем 9-ую степень точности [2, c.214].

12) Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии максимальной нагрузки:

Проверка на контактную прочность:

[1, с.36]

Проверка по напряжениям изгиба:

[1, с.36]