Материал: 1639

Окружная сила Ft2 на червячном колесе по модулю равна осевой силе Fa1 на червяке, направления этих сил противоположные. Величины указанных сил определяются по формуле

Проведём вычисления:

Ft2 = Fa1 = 2·103· 529,41 = 5038 Н.

210

Окружная сила Ft1 на червяке по модулю равна осевой силе Fa2 на червячном колесе, но имеют противоположные направления. Величины этих сил определим по формуле

Проведём вычисления:

Ft1 = Fa2 = 2·103· 22,69 = 1137 Н.

40

Радиальная сила Fr2 на колесе по модулю равна радиальной силе Fr1 на червяке, направления этих сил противоположные. Величины сил определяются по формуле

где α – угол зацепления. Проведём вычисления:

Fr2 = Fr1 = 5038·tg(20o) = 1833 H.

4.15 Тепловой расчёт червячной передачи

Известные данные для расчёта:

Р1 = 2,28 кВт; η = 0,79; aw = 0,125 м.

Червячные передачи вследствие их низкого КПД из-за значительного расхода энергии на преодоление трения работают с большим тепловыделением. Нагрев масла до температуры, превышающей допустимую [t]м , приводит к снижению его защитной способности, разрушению масляной плёнки и возможности заедания в передаче.

Расчётная формула для определения температуры масла в редукторе (оС) при установившемся режиме работы червячной передачи имеет вид

30

поток, передаваемый в секунду одним квадратным метром поверхности корпуса при перепаде температур в один градус и зависящий от материала корпуса редуктора, степени шероховатости его стенок, режима циркуляции наружного воздуха и условий перемешивания масла, Вт/(м2·оС); А – площадь поверхности корпуса, омываемая внутри маслом или его брызгами, а снаружи воздухом, м2; Р1 – мощность на червяке, кВт; ψ – коэффициент, учитывающий отвод тепла теплопроводностью.

Температуру воздуха вне корпуса (внутри цеха) обычно принимают равной t0 = 20 оС.

Допустимая температура масла обычно принимается равной

[t]м = 90 оС.

Для чугунных корпусов редукторов при естественном охлажде-

Проведём вычисление:

A = 20·0,1252 = 0,31 м2.

При условии, что редуктор установлен на металлической раме, принимают ψ = 0,3.

Вычислим температуру масла в редукторе по формуле (4.28):

tм = 20 + 103 ( 1 −0,79 ) 2,28 = 70 оС. 17 0,31 ( 1 +0,3 )

Расчёт показал, что при работе редуктора температура масла tм меньше допустимой величины [t]м = 90оС. Это означает, что естественного охлаждения для обеспечения эксплуатационного режима достаточно.

31

5 Эскизная компоновка редуктора

5.1 Определение ориентировочных диаметров валов

Известные данные для расчёта:

Т1 = 22,68 Н·м; Т2 = 529,41 Н·м.

Эскизная компоновка проводится с целью определения мест расположения ступеней передач, расстояния между опорами валов и точек приложения к ним действующих усилий. Вычерчивание производится упрощённо. Эскизная компоновка редуктора выполняется обычно в масштабе М1:1 согласно схеме (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Схема эскизной компоновки червячного редуктора с нижним расположением червяка

Определение ориентировочного диаметра dcp вала необходимо для выполнения эскизной компоновки вала в редукторе.

32

Ориентировочный расчёт ведётся на чистое кручение. Для учёта влияния изгиба величина допускаемых напряжений кручения снижается. Величину ориентировочного диаметра dcp определим по формуле

где Т – крутящий момент, Н·м; [τ]'kp – пониженное значение допускаемого напряжения на кручение, МПа.

Для стальных валов при предварительном определении ориентировочного диаметра dcp принимают

[τ]'kp = 20 МПа.

Определим значения ориентировочных диаметров d1ср, d2ср валов соответственно червяка и червячного колеса по формулам

Проведём вычисления:

d1ср = 10 3022,2 ,6820 = 17,83 мм;

d2ср = 10 30529,2 ,2041 = 50,96 мм.

Принимаем d1ср = 18 мм; d2ср = 52 мм.

5.2 Разработка эскизной компоновки тихоходного вала

Известные данные для расчёта:

Т2 = 529,41 Н·м.

Определение размеров при эскизной компоновке проведено с учётом рекомендаций, приведённых в работе [6, с. 11, таблица 1].

Рекомендуемая толщина δ стенки редуктора определена по фор-

муле

33

где Tmax = Т2 – крутящий момент на тихоходном валу редуктора, Н·м.

δ = 2·40,1 529,41 = 5,4 мм.

Определённая по формуле толщина стенки редуктора (δ = 5,4 мм) меньше значения рекомендуемой величины (δ = 7 мм), которая определена из условий технологии литейного производства. Поэтому принимаем

δ = 7 мм.

Длину Lст ступицы червячного колеса вычислим по формуле

Lст ≥ 1,2·d2ср = 1,2·52 ≥ 62,4 мм.

Принимаем Lст = 64 мм.

Расстояние a от торца червячного колеса до внутренней стенки корпуса

a2 = 1…1,5·δ = 1,25·7 = 9 мм.

Расстояние от торца подшипника до внутренней стенки корпуса редуктора

a1 = 0,5·δ = 0,5·7 = 3,5 мм.

Ширина В подшипника качения определена по формуле

В = 0,5·dcp.

Для вала червячного колеса имеем

В2 = 0,5·d2ср = 0,5·52 = 26 мм.

Расстояние от поверхности вершин зубьев червячного колеса и внутренней стенки корпуса (крышки) редуктора

∆≥ 2· δ.

∆≥ 2· δ = 2·7 ≥ 14 мм.

Принимаем

∆ = 15 мм.

При построении эскизной компоновки определены размеры: a = 54 мм; b = 54 мм; l = 108 мм.

34