Червячный редуктор

где g - делительный угол подъема линии витков червяка; w - угол трения.

Определяется  в зависимости от фактической  скорости скольжения:

V_s = U_фW₂d₁(2cosg·10³)= 1,744

w = 3,02с

h= 0,87 = 87%

11.   Проверить   контактные напряжения  зубьев колеса 

,

где - окружная сила на колесе,

[s]_н - допускаемое контактное напряжение зубьев колеса.

Допускается недогрузка передачи не более 15% и перегрузка до 5%.

 ‹3м/с, отсюда K=1

Вывод: перегруз 1,78%, что входит в  установленные рамки.

 

12. Проверяем напряжение изгиба зубьев колеса:

,

где - коэффициент формы зуба колеса.

т.к.

Отклонение 82,5% - недогруз.

При проверочном расчете  получается меньше , так как нагрузочная способность червячных передач ограничивается контактной прочностью зубьев червячного колеса.

 

13. составляем табличный ответ:

Параметры червячной передачи.

 

параметр	значение		параметр	значение
Межосевое расстояние Aw	165		Ширина  зубчатого венца колеса b2	58,575
Модуль  зацепления m	7		Длина нарезаемой части червяка b1	67
Коэффициент диаметра червяка q	8		Диаметры червяка: Делительный d1 Начальный Вершин  витков Впадин  витков	56 49,98 70 39,2
Делительный угол подъема витков червяка g	14,04
Угол  обхвата червяка венцом 2d	1208		Диаметры  колеса: Делительный вершин  зубьев впадин  зубьев наибольший	280 287,98 257,18 298,48
Число витков червяка z1	2
Число зубьев колеса z2	40
параметр		допускаемое значение	расчетное значение	примечание
Коэффициент полезного действия			87%
Контактные  напряжения		233,5	237,66	1,78% перегруз
Напряжения  изгиба		112	19,57	82,5% недогруз

 

 

Примечание

В графе  «Примечание» к проверочному расчету  указываем процентное отклонение  расчетных напряжений от допускаемых.

 

8. Нагрузки валов редуктора

 

Редукторные валы испытывают два вида деформации - изгиб и кручение. Деформация кручения возникает на валах под действием  крутящих моментов, приложенных со стороны двигателя и рабочей  машины. Деформация изгиба валов вызывается силами в червячном зацеплении закрытой передачи и консольными силами со стороны открытых передач и муфт.

В проектируемом  приводе конструируется червячный редуктор с углом профиля в осевом сечении червяка 2α=40˚. Угол зацепления принят α=20˚.

На  рисунке дана схема сил в зацеплении червячной передачи при различных направлениях наклона зубьев и вращения двигателя. За точку приложения сил принимают точку зацепления в средней плоскости колеса (червяка).

 

Силовые

 

   1. Определяем силы в зацеплении закрытой червячной передачи:

Силы:

Окружная:

на  червяке

на  колесе 2•1073,9•1000/280=7670,71Н

 

Радиальная:

на червяке

на  колесе =7670,71•tg20=2792,14Н

 

Осевая:

на  червяке 7670,71Н

на  колесе 2421,43Н

 

Сила  в зацеплении	Значение  силы, Н
	на  червяке	на  колесе
Окружная	2421,43	7670,71
Радиальная	2792,14	2792,14
Осевая	7670,71	2421,43

 

 

 

 

 

 

Определение сил в зацеплении закрытой цилиндрической

косозубой передачи.

 

Окружная  сила:

   на шестерне  F_t1 = F_t2

   на колесе    F_t2 = 2T_пром·10 ³/d₂ = 2·67,8·10 ³/111,34 = 1217,89 H

 

Радиальная  сила:

   на шестерне  F_r1 = F_r2

   на колесе    F_r2 = F_t2·tg a/ cos b = 1217,89 ·tg 20/ cos 13,8= 457,02 H

 

Осевая  сила:

     на шестерне F_a1 = F_a2

     на колесе    F_a2 = F_t2·tg b = 1217,89·tg 13,8= 299,6H

 

 

Силы  в зацеплении закрытой цилиндрической косозубой передачи.

 

Сила  в зацеплении	Значение  силы, Н
	на  шестерне	на  колесе
Окружная	1217,89	1217,89
Радиальная	457,02	457,02
Осевая	299,6	299,6

Определение консольных сил

            Клиноременная: 

        Муфты:  на  на тихоходном валу

                           

                 Т₂ – крутящий момент, равный вращающему моменту на валу

                            на быстроходном валу

                           

                      Цилиндрическая передача:

                      Радиальная сила: на колесе

                                      

                      Окружная сила : на колесе

                                       

 

 

 

 

 

 

9.Проектный расчет валов.

 

Выбор допускаемых напряжений на кручение

 

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т. е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Следовательно для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными: [s]_к= 10...20 Н/мм². При этом меньшие значения [s]_к — для быстроходных валов, большие [s]_к—для тихоходных.

Таким образом [s]_К1 = 10 Н/мм²;

                 [s]_К2 = 20 Н/мм².

 

Определение размеров ступеней валов 

одноступенчатого цилиндрического  редуктора.

 

1-я ступень вала (под элемент открытой передачи или полумуфту).

 

Быстроходный  вал

 

Округляем d₁ по R_a 40  -  d₁ = 24 мм.

l₁ = 24 мм.

            Т.к. l₁ =(1,0…1,5) d₁ – под полумуфту

     

          Промежуточный вал

      

             Округляем d₁ по R_a 20  -  d₁ = 28мм.

             l₁ определяется графически на эскизной компоновке.

 

         Тихоходный вал:

       

Округляем d₁ по R_a 40  -  d₁ = 65мм.

l₁ = 71 мм.

            Т.к. l₁ =(1,0…1,5) d₁ – под полумуфту

 

2-я ступень вала (под уплотнение крышки с отверстием и подшипник).

 

Быстроходный  вал

d₂ = d₁ +2t = 24+2·2 = 28 мм, округляем до d₂ = 30 мм;

l₂ = 1,5d₂ =45мм;

 

Промежуточный вал

                     d₂ = d₁ +2t = 28+2·2,2 = 32,4 мм, округляем до d₂ = 40 мм;

l₂ = 2 d₂ =80 мм.

          

                      Тихоходный вал:

                      d₂ = d₁ +2t =65+2·3,3=71,6 мм, округляем до d₂ = 70 мм;

                      l₂ = 1,25d₂ =87,5 мм, округляем до l₂ = 90 мм                        

          

3-я ступень вала (под шестерню, колесо).

 

Быстроходный  вал (цилиндрическая шестерня)

d₃ = d₂ +3,2r =30+3,2·2=36,4 мм, округляем до d₃ = 36 мм

l₃ определяется графически на эскизной компоновке.

 

Промежуточный вал(червяк)

                     d₃ = d₂ +3,2r = 40+3,2·2,5 = 48 мм;

           l₃ определяется графически на эскизной компоновке.

    

 Тихоходный вал (червячное колесо)

                     d₃ = d₂ +3,2r= 70+3,2·3,5=81,2 мм, округляем до d₃ = 82 мм;

                      l₃ определяется графически на эскизной компоновке.

 

 

4-я ступень вала (под подшипник).

 

Быстроходный  вал 

d₄ = d₂ =30мм;

l₄ = В – для шариковых подшипников,

l₄ = Т – для роликовых конических подшипников

 

Промежуточный вал:

          d₄ = d₂  = 40 мм;

l₄ = В – для шариковых подшипников,

l₄ = Т – для роликовых конических подшипников

 

           Тихоходный вал

                      d₄ = d₂  = 70м;

                       l₄ = В – для шариковых подшипников,

           l₄ = Т – для роликовых конических подшипников

 

5-я ступень вала (упорная).

 

          Тихоходный вал:

                      d₅ = d₃ +3f=82+3·2,5=89,5  , округляем до d₅ = 90мм

                      l₅ определяется графически на эскизной компоновке.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ступень вала и ее параметры.		Быстроходный  вал	Промежуточный вал	Тихоходный вал
1-я (под  элемент открытой передачи или  полумуфту).	d1	24	28	65
	l1	24	конструктивно	71
2-я (под  уплотнение крышки с отверстием  и подшипник).	d2	30	40	70
	l2	45	80	90
3-я (под  шестерню, колесо)	d3	36	48	82
	l3	конструктивно	конструктивно	конструктивно
4-я (под  подшипник).	d4	30	40	70
	l4
5-я (упорная).	d5	—	—	90
	l5	—	—	конструктивно

 

    При конструировании валов размеры  диаметров и длин ступеней  уточняются.

 

Предварительный выбор подшипников  качения

Вал	Тип подшипника	Серия	Угол  контакта	Схема установки
быстроходный	Радиальный  шариковый однорядный подшипник  типа 200	легкая	a = 26Å	враспор
промежуточный	роликовые конические однорядные подшипники типа 27000	Средняя с большим углом конуса	a = 25…29Å	2 (с  одной фиксирующей опорой
тихоходный	роликовые конические однорядные подшипники типа 7000	легкая	a = 11…16Å	враспор

 

Основные  параметры подшипников.

Вал	Обозна-чение	Размеры, мм							a, град	Грузоподъемность, кН		Факторы нагрузки
		d	D	T(В)	b	c	r	r1		Cr	C0r	e	Y	Y0
Б	206	30	62	16	-	-	1,5	1,5	26	19,5	10,0	-	-	-
П	27308	40	90	25,5	23	17	2,5	0,8	28	48,4	37,1	0,786	0,763	0,420
Т	7214	70	125	26,5	26	21	2,5	0,8	14	95,9	82,1	0,37	1,62	0,89