
Курсовая работа Расчет червячной передачи
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение ВЫСШЕГО образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» |
Обнинский институт атомной энергетики – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (ИАТЭ НИЯУ МИФИ) |
Отделение Ядерной физики и технологий
Курсовая работа
Расчет червячной передачи
Вариант 10
Выполнил: студент гр. ЯЭТ-БXX
|
|
Фамилия И.О. |
Проверил: доцент кафедры Механики и прочности конструкций АЭС
|
|
Игнатенко В.И. |
|
|
|
|
|
|
Обнинск, 20XX г
Исходные
данные
Передаваемая частота N1 = 20 кВт;
число оборотов червяка n1 = 960 об/мин
число оборотов червячного колеса n2 = 32 об/мин
материал червяка – Сталь 40Х
материал венца червячного колеса – БрОНФ
способ отливки – центробежное литье
характер передачи – нереверсивная
Определение допускаемых напряжений
Выбираем допускаемые напряжения при базовом числе циклов:
σ'HP = 260 МПа;
σ'FP = 88 МПа.
Срок службы неограничен, следовательно, коэффициенты долговечности принимаем KHL = 1; KFL = 1
допускаемые напряжения:
[σH] = 260 МПа;
[σF] = 88 МПа.
Проектировочный расчет червячной передачи
Определяем передаточной число:
Определяем числа зубьев червяка и колеса:
Ориентировочное число зубьев червячного колеса принимаем близким к минимальному значению:
z2min
=
28, тогда z1
=
Уточняем число зубьев червячного колеса:
z2 = u·z1 = 30.
Определяем ориентировочное межосевое расстояние:
aw
=
(q
+ z2)
.
Определяем ориентировочный крутящий момент по валу червячного колеса:
принимаем η = 0,7;
принимаем q = 10;
aw
=
(10
+
30) ·
Определяем ориентировочный модуль передачи:
принимаем ближайшее большее стандартное значение модуля, предпочтительнее из первого ряда
m = 12,5 мм.
В зависимости от модуля и количества заходов червяка принимаем
q = 10.
Уточняем межосевое расстояние:
+
z2)
= 0,5·12,5·(10 + 30) = 250 мм.
Расчет геометрических параметров червяка и колеса
Червяк:
делительный диаметр
d1 = m · q = 12,5·10 = 125 мм;
диаметр вершин витков
da1 = m·(q+2) = 12,5·(10+2) = 150 мм;
диаметр впадин
df1 = m·(q-2,4) = 12,5·(10-2,4) = 95 мм;
длина нарезанной части
b1 = m· (11 + 0,06·z2) + 36 = 12,5·(11+0,06·30) + 36 = 196 мм;
угол подъема витков червяка
Червячное колесо:
делительный диаметр
d2 = m · z2 = 12,5·30 = 375 мм;
диаметр вершин зубьев
da2 = m·(z2+2) = 12,5·(30+2) = 400 мм;
диаметр впадин
df2 = m·(z2-2,4) = 12,5·(30-2,4) = 345 мм;
ширина венца
b2 = 0,75·da1 = 0,75·150 = 112,5 мм;
наибольший диаметр
daM2
=
da2
+
Расчет
окружных сил
Червяк:
.
Определяем вращающий момент червяка:
;
=
3184 Н.
Червячное колесо:
.
Определяем
крутящий момент по валу червячного
колеса:
.
Оперделяем мощность, передаваемую червячному колесу:
N2 = N1 · η.
Определяем КПД червячной передачи:
η
= 0,95 ·
.
Для определения угла трения ρ найдем скорость скольжения:
Us
=
=
.
принимаем ρ = 1,33°.
η
= 0,95 ·
= 0,75;
N2 = 20 · 0,75 = 15 кВт;
=
4477 Н
· м;
=
23877
Н.
Проверочный расчет на контактную выносливость
σH
= zm
·
.
принимаем zm = 380 МПа;
KH = KU · KB;
принимаем KU = 1,1 – 7 степень точности, так как Us больше 6 м/c;
принимаем K B = 1 – постоянная нагрузка
KH = 1,1 · 1 = 1,1.
Определяем
коэффициент
уловного угла обхвата и угла подъема
витков:
Kδ
=
.
Определяем условный угол обхвата:
δ
= 2arcsin
=
103°;
Kδ
=
= 1,22;
σH
= 380
·
= 258
МПа
≤ [σH]
= 260 МПа.
Условие контактной прочности выполняется.
Проверочный расчет на изгибную выносливость
σF
=
Определяем коэффициент формы и прочности зубьев колеса:
ZU
=
=
= 30,45 мм;
принимаем YF = 1,76; KF = KH = 1,1;
σF
=
= 24,3
МПа ≤ [σF]
= 88 МПа.
Условие контактной прочности выполняется.
Проверочный расчет на теплостойкость
Определяем площадь червячной передачи, при которой будет нагрев до допустимой температуры:
tр
=
– to
S = 2,8 м2 – площадь поверхности охлаждения редуктора, включая ребра;
to = 20 °C – температура окружающего воздуха;
KT
=
17,5
– коэффициент
теплопередачи корпуса;
Ψ = 0,3 – коэффициент теплоотвода в фундамент;
Β = 1 – режим работы непрерывный;
tр
=
+
20
=
98 °C
≤ [tmax]
= 100 °C.
Условие теплостойкости выполняется.
Определение дополнительных размеров
Диаметр вала:
Рекомендуемые
размеры фасок
-
20-30
30-40
40-50
50-80
80-120
120-150
F,мм
1
1.2
1.6
2
2.5
3
принимаем
f
= 3
Диаметр ступицы:
Фаска венца:
мм -
Сечение шпонки