Методическое пособие 502

ПРИМЕР 16

Проверить коническую передачу на изгиб зубьев. Исходные данные:

mm=2,95 мм, [ F ]=300 МПа, Т1 = 60•103 Н•мм, b=28 мм, dm1 = 59 мм,

КF =1,45, КFv =1,15, YF =4,1 (см. пример 9).

По одной из формул (57) вычисляем окружную силу: Ft = 2*60*103/59 = 2034 Н.

Затем по формуле (127) определяем удельную окружную силу: WFt = 2034 • 1,45 *1,15/28 = 121 Н/мм.

По формуле (134) находим допустимое напряжение на изгиб:

121

F 4.1 0.85* 2.95 198МПа 300МПа.

81

82

ПРИМЕР 18

Проверить, червячную передачу на изгиб зубьев. Исходные данные: YF2

=1,51, КH =1,04, КFv = 1, = 11,31°, Т2 = 700 • 103 Н • мм, m = 5 мм, d1 =

50 мм, d2 = 270 мм, [ F ] = 41,4 МПа (см. также пример 10).

Следовательно, прочность зубьев на изгиб обеспечена.

83

7. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНЫХ РЕДУКТОРОВ

Необходимость теплового расчета червячных редукторов вызвана сравнительно большими потерями передаваемой мощности на трение.

Если КПД двух пар цилиндрических или конических шестерен составляет 0,96...0,97, то КПД червячной пары, особенно при однозаходном червяке, может быть 0,7...0,75 (см. табл. 15), т. е. до 30 % передаваемой мощности идет на нагрев редуктора. Поэтому в курсовых проектах, где по заданию имеется червячная пара, должен быть выполнен тепловой расчет.

Количество выделяемой теплоты в единицу времени при непрерывной работе, Дж/с, :

где — КПД редуктора; Р1 — мощность на входном валу, Вт.

Количество отводимой теплоты в единицу времени через охлаж-

где К – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 • К); tM - температура масла, град;

tB — температура окружающего воздуха, град; А — площадь поверхности охлаждения, м2.

В закрытых небольших помещениях при отсутствии вентиляции

К=8...10 Вт/(м2 • К), в помещениях с интенсивной вентиляцией К=14…17

Вт/(м2*К).

Обычно принимают температуру масла tM = 60...70°С, а среднее значение температуры воздуха tB = 20 °С.

84

Таблица 15

Среднее значения КПД различных передач

85

Из формул (138) и (139) получаем формулу для определения требуемой площади поверхности охлаждения, м2:

За фактическую площадь поверхности охлаждения Аф, определяемую по чертежу редуктора, принимают только ту ее часть, которая изнутри омывается маслом или его брызгами, а снаружи — свободно циркулирующим воздухом, т. е. обычно не учитывают площадь поверхности днища.

Если в результате расчетов Аф>А, то охлаждения достаточно. Если Аф<А, то охлаждающую поверхность необходимо увеличить на величину:

При этом следует предусмотреть охлаждающие ребра, площадь которых должна быть равна 2АТ, так как у ребер учитывается только 50 % площади их поверхности.

В производственных условиях возможны следующие способы охлаждения тяжело нагруженных редукторов:

1)обдув корпуса редуктора с помощью вентилятора, установленного на выведенный вне корпуса вал червяка;

2)установка в масляную ванну редуктора змеевика, через который пропускается холодная вода;

3)применение циркуляционной смазочной системы, в которой масло проходит через установленный вне корпуса редуктора холодильник.

86

ПРИМЕР 19

Выполнить тепловой расчет редуктора при двухзаходном червяке и передаваемой мощности Р1 = 3 кВт.

Общий КПД редуктора (см. табл. 15):

=1 2 = 0,98 *0,8 = 0,78.

Принимаем: К=10, tM = 70 0С, tB = 20 °С.

По формуле (140) находим требуемую площадь охлаждения:

Замеренная по чертежу площадь поверхности редуктора Аф = 0,9 м2.

Требуемое увеличение площади охлаждающей поверхности:

АТ = 1,32 — 0,9 = 0,42 м2.

Площадь охлаждающих ребер:

Ар = 2*0,42 = 0,84 м2.

87

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В учебном пособии рассмотрены механические передачи с зубчатым и червячным зацеплением.

Зубчатые и червячные передачи широко применяют в машиностроении.

Цилиндрические прямозубые передачи с параллельными валами устанавливают в коробках перемены передач автомобилей и тракторов. Цилиндрические косозубые передачи применяют для уменьшения шума (привод распределительных валов автомобилей). Прямозубые конические передачи установлены во многих сельскохозяйственных машинах, гипоидная передача – в большинстве задних мостов автомобилей, реечная в топливных насосах дизелей.

Червячную передачу благодаря ее необратимости, позволяющей исключить тормозные устройства применяют в талях с ручным приводом. Рулевые механизмы автомобилей также имеют червячную передачу, в которой функции червячного колеса выполняет рулевая сошка с двумя роликами, представляющими собой две половинки зуба колеса, а червяк имеет глобоидную форму, что позволяет уменьшить зазор между роликами сошки и витками червяка (люфт) до минимума при полном угле поворота.

Проектирование машин и их деталей – творческий процесс, усовершенствуемый по мере приобретения опыта работы. Студенты при изучении курса ―Детали машин‖ постигают азы основ конструирования и расчета деталей, механизмов и машины в целом.

Предлагаемое учебное пособие предназначено в основном для выполнения курсовых проектов. С этой целью в него включено большое количество справочного материала, необходимого при выполнении расчетов и чертежей.

88

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных спец. М.: Машиностроение, 1989. 496 с.

2.Проектирование механических передач / С.А. Чернавский, Г.М. Кукович и др.: Учебное пособие для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1976. 340 c.

3.Чернин И.М., Кузьмин А.В., Ицкович Г.М. Расчеты деталей машин. Минск: Вышэйш. шк., 1978. 472 с.

4.Колпаков А.П., Карнаухов И.Е. Проектирование и расчѐт механических передач. М.: Колос, 2000. 328 с.

5.Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Высш. шк., 2002. 408 с.

6.Романов М.Я. и др. Сборник задач по деталям машин: Учеб. пособие для учащихся техникумов. М.: Машиностроение, 1984. 240 с.

7.Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие. Минск: УП «Технопринт», 2001. 290 с.

8.Решетов Д.Н. Атлас конструкций. Детали машин. М.: Машиностроение, 1979. 367 с.

89

ОГЛАВЛЕНИЕ

90