5.8. Тепловой расчет червячной передачи
Тепловой расчет производят после определения размеров корпуса при эскизном проектировании.
При работе червячной передачи часть мощности расходуется на преодоление сил трения, в результате чего происходит нагревание редуктора. Выделяемое тепло отводится в окружающую среду через стенки корпуса редуктора. В случае недостаточного отвода тепла редуктор перегревается и выходит из строя. Поэтому необходимо производить тепловой расчет с целью определения температуры масла, которая не должна превышать допускаемой величины.
Температуру масла определяют по формуле
(5.6)
где tв – температура окружающей среды (обычно tв=20°С);
Р1 – мощность, подводимая к редуктору, Вт;
η
– коэффициент полезного действия (КПД)
передачи, определяется по формуле
где ρ' – приведенный угол трения, выбирают в зависимости от скорости скольжения Vs по табл. 5.9.
Кt – коэффициент теплопередачи, принимают Кt=8–10 Вт/(м2·град) при слабой циркуляции, Кt=(14-17) Вт/(м2·град) при хорошей циркуляции воздуха;
А – площадь поверхности охлаждения (м2) (равна площади поверхности всех стенок редуктора, кроме поверхности дна, которым он крепится к плите или раме). Величина А определяется после разработки эскизной компоновки редуктора;
[tм] – допускаемая температура масла (80-90°С). Если окажется, что температура масла больше допускаемой, необходимо увеличить площадь поверхности охлаждения А, предусмотрев охлаждающие ребра (рис. 5.3). В расчете учитывается только 50% поверхности ребер).
Таблица 5.9
Приведенный угол трения трения ρ'
Vs, м/с |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
ρ' |
4°30´-5°10´ |
3°10´-3°40´ |
2°30´-3°10´ |
2°20´-2°50´ |
2°00´-2°30´ |
vs, м/с |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
7,0 |
10,0 |
ρ' |
1°40´-2°20´ |
1°30´-2°00´ |
1°20´-1°40´ |
1°00´-1°30´ |
0°55´-1°20´ |
Е
сли
указанная мера не даст результата,
необходимо применить искусственное
охлаждение, которое может осуществляться:
а) обдувом корпуса воздухом с помощью вентилятора, насаженного на вал червяка, что увеличивает коэффициент теплопередачи до Кt=(20–28) Вт/(м2·град);
б) путем размещения в масляной ванне змеевика с циркулирующей водой Кt=(90–200) Вт/(м2·град);
в) применением циркуляционной системы смазки с холодильником.
Рис. 5.3. Профиль охлаждающих ребер: Н=(4-5)δ; а=δ; R=0,5δ; R1=0,25δ; b=2δ
6. Расчет цепных передач
Исходными данными для расчета цепной передачи являются: передаточное число U, мощность на ведущем P1 и ведомом P2 валах, частота вращения n1 и n2, крутящие моменты на ведущем T1 и ведомом T2 валах; условия работы и расположение передачи.
Цепные передачи (рис. 6.1) устанавливают на тихоходной ступени привода передающего мощность до 80 кВт. Для этого применяют втулочные, роликовые или зубчатые цепи с различным шагом. Шаг P является основным параметром, от которого зависят основные размеры и характеристики приводной цепи.
Проектирование цепных передач обусловлено в первую очередь правильным выбором типоразмера цепи, который устанавливается в процессе расчета исходя из условия допускаемого значения среднего давления в шарнире цепи и принятого значения межосевого расстояния.
Рис. 6.1. Геометрические и силовые параметры цепной передачи