- •1. Кинематический расчет привода
- •2.2.2. Проверка зубьев на прочность
- •2.3. Расчет червячных передач
- •2.3.1. Выбор материалов червяка и червячного колеса
- •Определение допускаемых напряжений
- •2.3.2. Определение основных геометрических размеров и характеристик червячной передачи
- •2.3.3. Проверочный расчет передачи на прочность
- •Тихоходный вал (для всех редукторов)
- •3.2. Расстояния между деталями передач
- •3.3. Выбор типа подшипника
- •4. Подбор муфты
2.3. Расчет червячных передач
2.3.1. Выбор материалов червяка и червячного колеса
Для червяка применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колес.
Выбираем ТО червяка – улучшение и закалка ТВЧ, твердость 45…50 HRC.
Марка стали: 40Х
Материал для червячного колеса выбираем в зависимости от скорости скольжения:
м/с
Материал |
Способ отливки |
Механические свойства, МПа | |
|
| ||
БрАЖМц 9-4 м/с |
в кокиль |
500 |
230 |
Определение допускаемых напряжений
Допускаемые напряжения | |
, МПа |
, МПа |
175 |
97,5 |
П р и м е ч а н и е:
МПа,
МПа
2.3.2. Определение основных геометрических размеров и характеристик червячной передачи
Межосевое расстояние:
, м,
где – в Па.
м
мм, по ГОСТ 2144-76 принимаем мм.
Основные параметры передачи
Число зубьев колеса
,
где – число заходов червяка;
– передаточное число.
Предварительные значения:
модуля передачи:
коэффициента диаметра червяка:
Минимальное допустимое значение из условия жесткости червяка
Коэффициент смещения:
Угол подъема линии витка червяка:
на делительном цилиндре
на начальном цилиндре
Фактическое передаточное число:
Размеры червяка и колеса, мм (рис.3)
Червяк:
делительный диаметр
мм;
диаметр вершин витков
мм;
диаметр впадин
мм;
начальный диаметр
мм.
длина нарезанной части червяка
, мм
мм
Увеличиваем на 35 мм при.
Округляем в большую сторону по ГОСТ 6636-69,мм.
Червячное колесо:
диаметр делительной окружности колеса
мм;
диаметр окружности вершин зубьев
мм;
диаметр колеса наибольший
, мм,
мм;
диаметр впадин
мм;
ширина венца
,
где при ,
мм
Округляеммм в большую сторону по ГОСТ 6636-69,мм.
Рис.3. Размеры червяка и червячного колеса
2.3.3. Проверочный расчет передачи на прочность
Определяется скорость скольжения в зацеплении
, м/с,
где м/с – окружная скорость на червяке
м/с
Расчетное контактное напряжение:
,
где – скоростной коэффициент
МПа
150 МПаМПа.
Окружная скорость колеса
м/с
2.3.4. КПД передачи
,
где – приведенный угол трения.
Силы в червячном зацеплении
Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:
Н
Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:
Н
Радиальная сила:
Н
Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба
Расчетное напряжение изгиба:
,
где – скоростной коэффициент;
–коэффициент формы зуба, который принимают в зависимости от
МПа
77 МПа97,5 МПа
2.3.5. Тепловой расчет
Червячный редуктор в связи с невысоким КПД, из-за высоких скоростей скольжения и вследствие этого – большим выделением теплоты, проверяют на нагрев.
Мощность на червяке
Вт.
Температура нагрева масла, :
без искусственного охлаждения:
,
где – коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в плиту или раму;
– максимальная допустимая температура нагрева минеральных масел;
Вт/(м2·°С) – коэффициент теплоотдачи;
м2 – поверхность охлаждения корпуса.
89°95°
с охлаждением вентилятором:
,
где – коэффициент при обдуве вентилятором.
61°95°
3. Разработка эскизного проекта
Первым этапом конструирования является разработка эскизного проекта. При эскизном проектировании определяют диаметры валов, расстояния между опорами валов и расстояние между деталями передач, выбирают типы подшипников и схемы их установки.
3.1. Размеры валов
Определяем диаметры и длины различных участков валов редуктора:
– быстроходный вал:
Червячный редуктор:
Рис.4. Быстроходный вал цилиндрической или червячной передачи
Диаметр выходного конца вала:
, мм,
где – вращающий момент на быстроходном валу, Н·м
мм
По ГОСТ 12080-66 выбираем мм.
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
36 |
58 |
2 |
1,6 |
Рис.5. Цилиндрический конец вала
Диаметр вала в месте установки подшипника
, мм,
где мм – высота заплечика.
мм.
Диаметр буртика (заплечика) для упора подшипника
, мм,
где мм – координата фаски подшипника.
мм
Длина промежуточного участка вала:
для червячной передачи
мм