Червячный редуктор

Очевидно, наиболее опасным  является сечение 1-1 под подшипником  D.

Проверяем сопротивление  усталости в этом сечении вала.

Определяем суммарный  изгибающий момент

Н·м

Вычисляем максимальные нормальные напряжения при изгибе и максимальные касательные напряжения при кручении:

МПа

где мм ³

МПа

где мм ³

По табл. 8.24 [1] принимаем материал вала сталь 45 улучшенная, для которой МПа, МПа, МПа, , .

В месте установки кольца подшипника с натягом по табл. 8.23 [1] определяем интерполированием значения отношений

  и  

Коэффициент влияния шероховатости  поверхности  при посадке с натягом; коэффициент влияния поверхностного упрочнения для не упрочненной поверхности.

Коэффициенты снижения пределов выносливости:

;

.

Принимаем, что нормальное напряжение изменяются по симметричному циклу, т. е. МПа, ; а касательные напряжения - по отнулевому, т. е. МПа.

Используя формулы, определяем коэффициенты запаса прочности:

• по нормальным напряжениям

;

• по касательным напряжениям

;

• результирующий

т. е. сопротивление усталости вала обеспечено.

Проверяем прочность предположительно опасного сечения 2-2.

Определяем внутренний диаметр  вала со шлицами

мм;

осевой момент сопротивления

мм ³

полярный момент сопротивления

 мм ³

Суммарный изгибающий момент

Н·м

Максимальные напряжения

МПа,

МПа.

Определяем коэффициенты снижения пределов выносливости по формулам, принимая по табл. 8.27 [1] эффективные коэффициенты концентрации напряжений и , коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения по табл. 8.28 [1] коэффициенты влияния шероховатости поверхности по табл. 8.29 [1] и коэффициент влияния поверхностного упрочнения для неупрочненной поверхности. При этом

Определяем коэффициенты запаса прочности, принимая

МПа,           ,

МПа;

;

т. е. сопротивление усталости обеспечено.

Ведущий вал - червяк редуктора нет  необходимости проверять на прочность, так как минимальный диаметр  , определенный из условия прочности при кручении, был увеличен до 28 мм по соображениям конструирования. Также следует отметить, что на этот вал действует сравнительно небольшая консольная нагрузка.

Проверяем червячный вал на жесткость.

Приведенный момент инерции сечения  червяка

 Прогиб в среднем сечении червяка

Допускаемый прогиб

мм.

Жесткость червяка обеспечена, так  как  .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Выбор смазочного материала.

 

Принимаем смазывание червячной  передачи погружением витков червяка на глубину 10…15 мм в масло, залитое в картер корпуса, смазывание подшипников - масляным туманом.

Определяем ориентировочно необходимую вязкость смазочного материала  по эмпирической формуле

мм ²/с,

где мм ²/с - рекомендуемая вязкость при м/с для червячных передач, м/с - скорость скольжения передачи.

По табл. 8.3 [1] принимаем масло МС-20 с номинальной кинематической вязкостью мм ²/с.

Принимаем объем масляной ванны  л  (0,002 м ³).

Определяем глубину  ванны (без учета влияния бобышек  под подшипниками):

м,

где м - длина, м - ширина ванны.

Для открытой прямозубой передачи назначаем  периодическое смазывание синтетическим  солидолом общего назначения по                ГОСТ 4366-76.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Тепловой расчет редуктора.

 

Тепловой расчет редуктора производим по условию. Для этого по эскизной проработке сборочного чертежа редуктора выполняем его габаритный чертеж и вычисляем площадь поверхность теплоотдачи.

где м - высота, м - длина, м - ширина редуктора.

Определяем мощность на червяке

Вт.

Коэффициент теплопередачи для  чугунных корпусов при естественном охлаждении принимаем  Вт/(м ²·^oС).

Рабочая температура масла

Поэтому проектируем искусственное охлаждение обдувом корпуса воздухом с помощью вентилятора, насажанного на вал червяка. Также увеличиваем теплоотдающую поверхность ребрами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Результаты расчетов передачи сводим в таблицу

 

Основные параметры проектируемой открытой прямозубой передачи

Параметр

Значение параметра

Мощность на ведущем  валу, Вт Угловая скорость вала, рад/с  ведущего   ведомого  Передаточное число  Номинальный момент на ведомом валу Н×м Материал шестерни колеса Твердость зубьев шестерни колеса Тип передачи Межосевое расстояние , мм Степень точности Число зубьев шестерни  колеса  Модуль т, мм Делительный диаметр, мм: шестерни  колеса  Ширина венца шестерни  колеса  Силы в зацеплении, Н: окружная  радиальная

3260   9,22 4,11   2,24 793   Сталь 45 Л Сталь 35 Л   220 НВ 185 НВ прямозубая открытая 315 девятая     32 73 6   192 438     63 60   3621 1318

 

 

 

 

 

 

 

23 Результаты расчета  червячной передачи сводим в  таблицу:

 

Параметр	Значение параметра
Номинальный момент на ведомом валу , Н×м Угловая скорость ведущего вала , рад/с Передаточное число  Материал: червяка венца колеса Тип червяка Межосевое расстояние , мм Направление нарезки  червяка Число витков червяка  Число зубьев колеса Коэффициент диаметра червяка  Осевой модуль т, мм Делительный диаметр: червяка колеса  КПД передачи Силы в зацеплении, Н окружная  радиальная  осевая	376 147,58   16   Сталь 45 50НRCэ БР010Ф1 Архимедов 160 правое 2 32   8 8   64 256   0,87   2938 1069 844