Передача червячная
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
агентство по образованию
ГОУ СПО
"Кировский авиационный техникум"
Пояснительная
записка
ПЕРЕДАЧА
ЧЕРВЯЧНАЯ
Студент группы
ОТ-31
А. И. Соколов
Руководитель
проекта
И. Я. Ракипов
2010
Содержание
1. Задание
. Выбор электродвигателя и
кинематический расчёт
. Расчёт редуктора
. Предварительный расчёт валов
редуктора и конструирование червяка и червячного колеса
. Проверка долговечности подшипников
. Тепловой расчет редуктора
. Проверка прочности шпоночных
соединений
. Уточнённый расчёт валов
. Выбор сорта масла
Литература
1. Задание
Для привода ленточного конвейера спроектировать
редуктор общего назначения, предназначенный для длительной эксплуатации.
Исходные данные:
· Тяговое усилие ленты: Р=2,4кН
· Скорость ленты: d=0,3
м/с
· Диаметр ведущего барабана: D=250
мм
· Работа двухсменная
· Нагрузка нереверсивная, близкая к
постоянной.
Вариант 81
. Выбор электродвигателя и
кинематический расчёт
Примем предварительно КПД червячного редуктора
Мощность, необходимая для работы конвейера:
Требуемая мощность электродвигателя:
По требуемой мощности Р=0,9 кВт из таблиц
выбираем электродвигатель: серия 4А, закрытый обдуваемый с синхронной частотой
вращения -
4A80В6, с параметрами
Рдв=1,1 кВт, скольжение s=8,0%.
Номинальная частота вращения:
Угловая скорость вращения:
Угловая скорость вращения вала конвейера:
Диаметр выходного конца вала ротора
Передаточное число:
3. Расчёт редуктора
Число витков червяка при
u = 40,1
Принимаем стандартное значение
При этом
Отличие от заданного:
По ГОСТ 2144-76 допустимо отклонение ≤ 8%
Предварительно примем скорость скольжения в
зацеплении
Допускаемое контактное напряжение []=155
МПа. Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы
при длительной
работе.
Принимаем предварительно коэффициент диаметра
червяка q=10.
Вращающий момент на валу червячного колеса:
Принимаем предварительно коэффициент нагрузки
К=1,2.
Определяем межосевое расстояние:
Модуль:
Принимаем стандартное значение m = 6,3
Межосевое расстояние при стандартных q
и m:
¾ делительный диаметр червяка
¾ диаметр вершин витков червяка
¾ диаметр впадин витков червяка
¾ длина нарезанной части шлифованного
червяка
¾ делительный угол подъёма витка γ
при ,
q= 10:
γ =
5°43'
Основные размеры венца червячного колеса:
¾ делительный диаметр червячного
колеса
¾ диаметр вершин витков червячного
колеса
¾ диаметр впадин витков червячного
колеса
¾ наибольший диаметр червячного колеса
¾ ширина венца червячного колеса
Окружная скорость червяка:
Скорость скольжения:
При этой скорости .
Отклонение ;
к тому же межосевое расстояние по расчёту было получено aw=145
мм, а после выравнивания m
и q по стандарту было
увеличено до aw=157,5
мм, т.е. примерно на 0,6%. Пересчёт aw
делать не надо, необходимо лишь проверить .
Для этого уточняем КПД редуктора: при скорости us=3,05
м/с приведённый коэффициент трения для безоловянной
бронзы и шлифованного червяка f
= 0,035 * 1,3 = 0,0455 и приведённый угол трения р'=2°00'.
КПД редуктора с учётом потерь в опорах, потерь
на разбрызгивание и перемешивание масла:
Выбираем 6-ю степень точности передачи. В этом
случае коэффициент динамичности
Коэффициент неравномерности распределения
нагрузки:
Коэффициент нагрузки:
Проверяем контактное напряжение:
Результат расчёта удовлетворителен, т.к.
расчётное напряжение ниже допускаемого на 5% (допускается до 15%).
Проверка прочности зубьев червячного
колеса на изгиб
Эквивалентное число зубьев:
Коэффициент формы зуба =
2,27
Напряжение изгиба:
что значительно меньше вычисленного выше []=53,3
МПа
4. Предварительный расчёт валов
редуктора и конструирование червяка и червячного колеса
Крутящие моменты в поперечных сечениях валов:
¾ ведомого (вал червячного колеса):
¾ ведущего (червяк):
Диаметр выходного конца ведущего вала по расчёту
на кручение при []=25 МПа:
Для соединения его с валом электродвигателя
примем: =
22 мм; диаметры подшипниковых шеек =30мм;
Параметры нарезанной части:
Длина нарезанной части: .
Расстояние между опорами червяка примем
Расстояние от середины выходного конца до
ближайшей опоры
. Проверка долговечности подшипников
Силы в зацеплении:
¾ окружная сила на червячном колесе,
равная осевой силе на червяке
¾ окружная сила на червяке, равная
осевой силе на колесе
¾ радиальные силы на колесе и червяке
При отсутствии специальных требований червяк
должен иметь правое направление витков.
Вал червяка:
¾ расстояние между опорами
¾ диаметр
· в плоскости xz:
· в плоскости yz:
Проверка:
¾ суммарные реакции
¾ осевые составляющие радиальных
реакций шариковых радиально- упорных подшипников:
где принимаем a =
26°,
е
=
0,68.
¾ осевые нагрузки подшипников
Рассмотрим левый подшипник:
¾ отношение осевую
нагрузку не учитываем
¾ эквивалентная нагрузка
Долговечность определяется по более нагруженному
подшипнику.
Рассмотрим правый подшипник:
¾ отношение поэтому
эквивалентную нагрузку определяем с учётом осевой
¾ эквивалентная нагрузка
¾ расчётная долговечность:
где n = 920 об/мин - частота вращения червяка.
6. Тепловой расчет редуктора
редуктор конвейер червячный колесо
Для проектируемого редуктора плошать
теплоотводящей поверхности А » 0,73 м2.
Условия работы редуктора без перегрева при
продолжительной работе:
где Рч = 0,9 кВт = 900 Вт - требуемая
для работы мощность на червяке
Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая
циркуляция воздуха, и принимаем коэффициент теплопередачи
Допускаемый перепад температур при нижнем
червяке [Dt]=60°.
7. Проверка прочности шпоночных
соединений
Проверочный расчёт на смятие производят также
как и в предыдущих примерах. Диаметр вала в этом =
22. Сечение и длина шпонки b*h*l=8*7*80мм,
глубина паза =4мм, момент =300000
H*мм, напряжение
смятия:
МПа
8. Уточнённый расчёт валов
Проверим стрелу прогиба червяка (расчёт на
жёсткость). Приведённый момент инерции червяка:
Стрела прогиба:
Допускаемый прогиб:
[f]
= (0,005..0,01) • т = (0,005..0,01) • 6 = 0,03..0,06 мм
Таким образом, жёсткость обеспечена, т.к.
. Выбор сорта масла
Смазывание зацепления и подшипников производится
разбрызгивание жидкого масла. При и
us
=
5 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть
приблизительно равна Применяем
авиационное масло марки МС-20.
Литература
1.
Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин; Изд. 2-е, переработанное
и дополненное - М.: Машиностроение, 1988-416с.: ил.