5. Тепловой расчет и охлаждение червячных передач

5.1. Тепловой расчет при непрерывной работе передачи

При установившемся тепловом режиме температура масла не должна, превышать допускаемую =60…70⁰С при верхнем расположение червяка и = 80…90⁰-при нижнем.

Условия нормального теплового режима (57)

где P₁- мощность на червяке в кВт; η- КПД передачи; t_o- максимальная температура окружающей среды в ^оС (обычно применяют t_о=20^оС);

Коэффициент теплопередачи при охлаждении за счет естественной циркуляции воздуха берется равным К = 8,5…17,5 _; большие значения принимают при хорошей циркуляции воздуха.

А - основная поверхность охлаждения корпуса передачи, в которую включаются 50% поверхности ребер, в м²; Свободная площадь охлаждения корпуса передачи без учета поверхностей ребер может быть определена по приближенной формуле

, м² где а_w в м.

Ψ- коэффициент учитывающий теплоотвод и фундаментную плиту или раму машины и доходящий до 0,3 при прилегании корпуса передачи по большой поверхности (в расчетах можно брать =0,2…0,3).

если t_уст > t, то должен быть предусмотрен отвод избыточного тепла. Это достигается 1) оребрением корпус; 2) оребрением корпуса с обдувом его вентилятором; 3) проточной водой, пропускаемый по змеевику, помещенному в масленую ванну.

Оребрение корпуса редуктора позволяет увеличить охлаждаемую поверхность на 30..40% и является одним из действенных путей усиления теплоотвода. Искусственный обдув осуществляется вентилятором, который устанавливают на валу червяка.

При охлаждении редуктора вентилятором условие нормального теплового режима (59)

где дополнительно к формуле (57) коэффициент теплопередачи с обдуваемой поверхностью _; (здесь n₁ в об/мин.);

А_в- площадь поверхности корпуса редуктора, обдуваемый вентилятором.

Без учета площади ребер, обдуваемая площадь приближено равна при диаметре крыльчатки вентилятора

5.2 Тепловой расчет при периодической работе передачи

При повторно-кратковременном режиме работа, если время непрерывной работы и паузы малы по сравнению со временем разогрева передачи до установившейся температуры, то в первом приближении тепловой расчет можно ввести так же, как и при непрерывной работе, но по средней мощности выделяющегося теплового потока

(60)

где дополнительно к формуле (57) ξ - относительная продолжительность работы передачи ,

Т - общее время, т.е. время работы плюс время пауз за один рабочий цикл передачи или за другую единицу времени , например, за час.

Для тяжелонагруженных червячных передач, работающих с длительными остановками. Во время которых передача может остыть, расчетом определяет допускаемое время непрерывной работы до достижения маслом предельной температура

(61)

где С₁ - теплоемкость металла корпуса передачи (для чугуна С₁ );

С₂ - теплоемкость масла (С₂ ); m₁ и m₂ - соответственно масла корпуса передачи и масса масла в кг, средняя избыточная температура масла

Продолжительность перерыва, необходимого для остывания масла,

, час (62)

6. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВОЧНОГО РАСЧЕТА ЧЕРВЯЧНОЙ

ПЕРЕДАЧИ ПО НАПРЯЖЕНИЯМ ИЗГИБА В ЗУБЬЯХ КОЛЕСА

Для червячных передач с большим числом зубьев, ручных и открытых, проектный расчет ведется по напряжениям изгиба в зубьях колеса .

6.1. Определение модуля зацепления

, мм (63)

где Т₂-Н.м; - в МПа. Выбор и определение величин входящих в формулу (63):

Т₂- п.1.1; К-п.1.11. - п.3.6; Z₂- п.1.3 ; Y_F-п.3.4 из рис.3.

Приняв x=0, γ ≈ 10⁰ и определив предварительно ;

Полученное значение модуля округляют до ближайшего большего стандартного значения (табл.4).

6.2. Выбор q и определение межосевого расстояния,

предварительно принимают q ≈ 0,25 Z₂ , и окончательно q выбирают по табл.4 в зависимости от модуля m.

Межосевое расстояние определяют по формуле

При проектирование серийных червячных передач полученное a_w округляют до целого числа с окончанием 0 или 5.

Дальнейший расчет передачи производиться согласно пунктам 1.13.13…1.13.6

6.3. Проверочный расчет зубьев колеса на изгиб

Этот расчет производиться с целью вычисления действительных напряжений изгиба в зубьях колеса, которые позволят окончательно выбрать материал колеса. Определение σ_F см. в соответствии с разделом 3.

6.3.1. Проверка зубьев колеса на статическую прочность по изгибу. см. п.2.

7.ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Решетов Д.Н. Детали машин. Изд.3-е «Машиностроение», М,1974 г.

2. ГОСТ 18498-73. «Передачи червячные»(термины и обозначения ) М,1973.

3. Часовников Л.Д. «Методические указания по расчету червячных передач» МВТУ, 1979.

4. Пустынцев Е.Н. «Методические указания по расчету червячных передач», МАМИ.1980.

5. Рудницкий В.И. и др. «Расчет червячных передач на усталость». Методические рекомендации по технической механике. Выпуск 7.М. «Высшая школа» 1983.

6. Передачи червячные цилиндрические редукторов общемашиностроительного применения. МР 117-84., Москва,1984.

7. Зубчатые передачи. Справочник, под редакцией Гинзбурга Е.Г., «Машиностроение»,1980г.