6. Тепловой расчет редуктора

Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности А0,73 м² (здесь учитывалась также площадь днища, потому что конструкция

опорных лап обеспечивает цир­куляцию воздуха около днища).

Условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе

где р_ч = 11 кВт = 11000 Вт — требуемая для работы мощность на червяке.

Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая цирку­ляция воздуха, и принимаем коэффициент теплопередачи k_t = 17 Вт/(м²°С). Тогда

Допускаемый перепад температур при нижнем червяке [t] = 60°.

Для уменьшения t следует соответственно увеличить теплоотдающую поверхность пропорционально отношению t / t = 94,4 / 60, сделав корпус ребристым (см. рис. 4)

Рис. 4. Червячный редуктор с охлаждающими ребрами

7. Проверка прочности шпоночных соединений

Рис. 5. Расчет шпоночного соединения

Условие прочности на смятие

,

где F_t = 2T/d – окружная сила;

- площадь смятия;

[σ]_см – допускаемое напряжение на смятие, [σ]_см = 100 Н/мм².

Шпонка на быстроходном валу ( ):

Н/мм² ≤ [σ]_см – условие выполнено.

Шпонка на быстроходном валу под червяком

Н/мм² ≤ [σ]_см – условие выполнено.

Шпонка на тихоходном валу :

Н/мм² ≤ [σ]_см – условие выполнено.

Шпонка на тихоходном валу под червячным колесом :

Н/мм² ≤ [σ]_см – условие выполнено

Проверочный расчет:

Условие прочности на срез [2]

,

где T– крутящий момент;

d – диаметр вала;

l – длина шпонки;

b – ширина шпонки

[τ]_ср – допускаемое напряжение на смятие, [τ]_ср =0,6[σ]_см = 60 Н/мм².

Шпонка на быстроходном валу :

Н/мм² ≤ [τ]_ср – условие выполнено.

Шпонка на быстроходном валу под червяком :

Н/мм² ≤ [τ]_ср – условие выполнено.

Шпонка на тихоходном валу :

Н/мм² ≤ [τ]_ср – условие выполнено.

Шпонка на тихоходном валу под червячным колесом :

Н/мм² ≤ [τ]_ср – условие выполнено.

Вывод: выбранные шпонки подходят, так все условия выполняются.

8. Уточненный расчет валов Расчет быстроходного вала

Рисунок 6 – Расчет быстроходного вала

Исходные данные для расчета:

- силы в зацеплении Н, Н, Н;

- консольные силы ; Н.

- длины участков l_б = 220 мм, l_м = 106 мм; l₁ = l₂ = 110 мм;

- делительный диаметр d₁ = 100,8 мм.

Расчет реакций опор в вертикальной плоскости.

; .

;

Н.

; .

;

Н.

Проверка: - верно.

Расчет реакций опор в горизонтальной плоскости.

; .

;

Н.

; .

;

Н.

Проверка: - верно.

Суммарные радиальные реакции:

; Н.

; Н.

Изгибающие моменты в характерных сечениях вала:

Вертикальная плоскость:

- под подшипниками A и B M_и = 0 Нм;

- под червяком

; Нм;

; Нм.

Горизонтальная плоскость:

- под подшипником B M_и = 0 Нм;

- под подшипником A ; Нм;

- под червяков ; Нм.

Суммарные изгибающие моменты :

- под подшипником А

Нм;

- под червяком

Нм;

Нм;

- под подшипником В M_и = 0 Нм.

Крутящий момент на участке от муфты до червяка M_к = 30 Нм.

Моменты сопротивления сечения , :

- под полумуфтой мм³, мм³;

- под подшипниками мм³, мм³;

- упорная ступень вала мм³, мм³;

- под червяком мм³, мм³.

Напряжения изгиба :

- ступень под полумуфту, начало участка Н/мм²;

- ступень под полумуфту, конец участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, начало участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, под подшипником Н/мм²;

- ступень под подшипник, конец участка Н/мм²;

- упорная ступень, начало участка Н/мм²;

- упорная ступень, конец участка Н/мм²;

- ступень под червяком, начало участка Н/мм²;

- ступень под червяком, середина участка

Н/мм²; Н/мм²;

- ступень под червяком, конец участка Н/мм²;

- упорная ступень, начало участка Н/мм²;

- упорная ступень, конец участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, начало участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, под подшипником Н/мм².

Напряжения кручения :

- ступень под полумуфтой Н/мм²;

- ступень под подшипником Н/мм²;

- упорная ступень Н/мм²;

- ступень пол червяком Н/мм².

Эквивалентные напряжения :

- ступень под полумуфту, начало участка Н/мм²;

- ступень под полумуфту, конец участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, начало участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, под подшипником Н/мм²

- ступень под подшипник, конец участка Н/мм²;

- упорная ступень, начало участка Н/мм²;

- упорная ступень, конец участка Н/мм²;

- ступень под червяком, начало участка Н/мм²;

- ступень под червяком, середина участка

Н/мм²; Н/мм²;

- ступень под червяком, конец участка Н/мм²;

- упорная ступень, начало участка Н/мм²;

- упорная ступень, конец участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, начало участка Н/мм²;

- ступень под подшипник, под подшипником Н/мм².