Передача червячная

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 Р_дв=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 a_w=145 мм, а после выравнивания m и q по стандарту было увеличено до a_w=157,5 мм, т.е. примерно на 0,6%. Пересчёт a_w делать не надо, необходимо лишь проверить . Для этого уточняем КПД редуктора: при скорости u_s=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 Р_ч = 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 u_s = 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.