2.9 Проверочный расчет передачи на изгибную прочность

Расчетное напряжение изгиба:

,

где – коэффициент нагрузки, значения которого вычислены в п. 2.8;

–коэффициент формы зуба колеса, который выбирают по табл. 2.7., в зависимости от .

Таблица 2.7

	20	24	26	28	30	32	35	37
	1,98	1,88	1,85	1,80	1,76	1,71	1,64	1,61
	40	45	50	60	80	100	150	300
	1,55	1,48	1,45	1,40	1,34	1,30	1,27	1,24

2.10 Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки

Проверка зубьев колеса на контактную прочность при крат­ковременном действии пикового момента . Действие пиковых нагрузок оценивают коэффициентом перегрузки, где – максималь­ный из длительно действующих (номинальный) момент (см. рис. 2.1б).

Проверка на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента:

Проверка зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба при действии пикового момента:

.

Допускаемые напряжения ипринимают по п. 2.3.3.

2.11 Тепловой расчет

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты проверяют на нагрев. Мощность на червяке, Вт:

.

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения:

.

Температура нагрева масла (корпуса) при охлаждении вентилятором:

,

где – коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму;°С – максимальная допустимая температура нагрева масла (зависит от марки масла).

Поверхность охлаждения корпуса (м²) равна сумме поверхности всех его стенок за исключением поверхности дна, которой корпус прилегает к плите или раме. Размеры стенок корпуса можно взять по эскизному проекту (см. ниже). Приближенно площадь (м²) поверхности охлаждения корпуса можно принимать в зависимости от межосевого расстояния:

, мм	80	100	125	140	160	180	200	225	250	280
, м2	0,16	0,24	0,35	0,42	0,53	0,65	0,78	0,95	1,14	1,34

Для чугунных корпусов при естественном охлаждении коэффициент теплоот­дачи Вт/(м²∙°С) (большие значения при хороших условиях охлаж­дения).

Коэффициент при обдуве вентилятором:

	750	1000	1500	3000
	24	29	35	50

Здесь – частота вращения вентилятора, мин^-1. Вентилятор обычно устанавливают на валу червяка: .

2.12 Проверка жесткости червяка

Прогиб червяка:

,

где l – расстояние между опорами, мм, предварительно, до проектирования вала червяка можно принять l = (0,9…1,0)·d₂;

E = 2·10⁵ – модуль упругости, МПа;

–момент инерции сечения червяка, мм⁴;

; ;

–допускаемый прогиб, мм.

Если условие жесткости не соблюдается, можно при выполнении эскизной компоновки предусмотреть более близкое расположение опор вала червяка, повысив тем самым его жесткость (с последующей проверкой).

3 Конструирование червячного редуктора

3.1 Эскизный проект червячного редуктора

Разработка эскизного проекта червячного редуктора начинается после определения геометрических размеров червячного венца и нарезанной части червяка.

а		б
в	г
д
Рис. 3.1 Последовательность разработки эскиза червячного редуктора

Эскиз выполняется с соблюдением масштаба.

Работу над эскизом рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. Необходимо наметить расположение проекций редуктора и провести осевые линии валов и оси проекций.

2. Вычертить по полученным размерам червячный венец и нарезанную часть червяка (рис. 3.1а).

3. Разработать конструкцию и определить размеры червяка и червячного колеса, выполнить проектировочный расчет валов (рис. 3.1б).

4. Предварительно подобрать подшипники для опор валов (рис. 3.1в). Определить размеры внутреннего пространства редуктора. Зазор между внутренней поверхностью стенки редуктора и вращающимися деталями должен быть:

мм,

где – межосевое расстояние червячной передачи.

Значение x округлить до ближайшего целого числа, но не менее 8 мм.

Расстояние между червяком и дном корпуса предварительно можно принять . Размерy необходимо уточнить после расчета количества масла, заливаемого в редуктор.

5. Выполнить проектирование валов (рис. 3.1г), подшипниковых узлов (рис. 3.1д), наметить контуры корпуса редуктора.

6. Спроектировать корпус редуктора.