Тепловой расчет червячной передачи

Тепловой расчет производят после определения размеров корпуса при эскизном проектировании.

При работе червячной передачи часть мощности расходуется на преодоление сил трения, в результате чего происходит нагревание редуктора. Выделяемое тепло отводится в окружающую среду через стенки корпуса редуктора. В случае недостаточного отвода тепла редуктор перегревается и выходит из строя. Поэтому необходимо производить тепловой расчет с целью определения температуры масла, которая не должна превышать допускаемой величины.

Температуру масла определяют по формуле

                                                       (5.6)

где t_в – температура окружающей среды (обычно t_в=20°С);

Р₁ – мощность, подводимая к редуктору, Вт;

η – коэффициент полезного действия (КПД) передачи, определяется по формуле

где ρ' – приведенный угол трения, выбирают в зависимости от скорости скольжения V_s по табл. 5.9.

К _t – коэффициент теплопередачи, принимают К _t=8–10 Вт/(м²·град) при слабой циркуляции, К _t=(14-17) Вт/(м²·град) при хорошей циркуляции воздуха;

А – площадь поверхности охлаждения (м²) (равна площади поверхности всех стенок редуктора, кроме поверхности дна, которым он крепится к плите или раме). Величина А определяется после разработки эскизной компоновки редуктора;

[t_м] – допускаемая температура масла (80-90°С). Если окажется, что температура масла больше допускаемой, необходимо увеличить площадь поверхности охлаждения А, предусмотрев охлаждающие ребра (рис. 5.3). В расчете учитывается только 50% поверхности ребер).

Таблица 5.9

Приведенный угол трения трения ρ'

Vs, м/с	0,1	0,5	1,0	1,5	2,0
ρ'	4°30´-5°10´	3°10´-3°40´	2°30´-3°10´	2°20´-2°50´	2°00´-2°30´
vs, м/с	2,5	3,0	4,0	7,0	10,0
ρ'	1°40´-2°20´	1°30´-2°00´	1°20´-1°40´	1°00´-1°30´	0°55´-1°20´

Если указанная мера не даст результата, необходимо применить искусственное охлаждение, которое может осуществляться:

а) обдувом корпуса воздухом с помощью вентилятора, насаженного на вал червяка, что увеличивает коэффициент теплопередачи до К _t=(20–28) Вт/(м²·град);

б) путем размещения в масляной ванне змеевика с циркулирующей водой К _t=(90–200) Вт/(м²·град);

в) применением циркуляционной системы смазки с холодильником.

 

Рис. 5.3. Профиль охлаждающих ребер:
Н=(4-5)δ; а=δ; R=0,5δ; R₁=0,25δ; b=2δ

РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ

Исходными данными для расчета цепной передачи являются: передаточное число U, мощность на ведущем P₁ и ведомом P₂ валах, частота вращения n₁ и n₂, крутящие моменты на ведущем T₁ и ведомом T₂ валах; условия работы и расположение передачи.

Цепные передачи (рис. 6.1) устанавливают на тихоходной ступени привода передающего мощность до 80 кВт. Для этого применяют втулочные, роликовые или зубчатые цепи с различным шагом. Шаг P является основным параметром, от которого зависят основные размеры и характеристики приводной цепи.

Проектирование цепных передач обусловлено в первую очередь правильным выбором типоразмера цепи, который устанавливается в процессе расчета исходя из условия допускаемого значения среднего давления в шарнире цепи и принятого значения межосевого расстояния.

Рис. 6.1. Геометрические и силовые параметры цепной передачи

6.1. Проектный расчет цепной передачи
втулочной и роликовой цепью

Требуемый шаг (см. рис. 8.4) определить по формуле:

,                                                            (6.1)

где К_Э – коэффициент эксплуатации, определяется по формуле

,                                          (6.2)

К_Д – коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки; К_а – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние (при выполнении проектного расчета, когда неизвестно межосевое расстояние К_а =1); К_Н – коэффициент, учитывающий угол наклона α центров звездочек к горизонту; К_РЕГ – коэффициент, учитывающий способ регулировки передачи; К_СМ – коэффициент, учитывающий характер смазки; К_РЕЖ – коэффициент, учитывающий режим работы передачи. Значение коэффициентов принимать по табл. 6.1. В случае если рассчитанный коэффициент эксплуатации будет больше 3, необходимо изменить условия работы передачи и выполнить расчет заново.

Z₁ – количество зубьев на ведущей (меньшей) звездочке. Рекомендуемое значение зубьев определяют по табл. 6.2 или по формуле

Z₁=31-2U,                                                                        (6.3)

Полученное значение округляется до целого нечетного, чтобы обеспечить долговечность работы цепи.

[q₀] – допускаемое давление в шарнирах цепи, при выполнении проектного расчета определяется как среднее значение для разных шагов цепи и заданной частоте вращения малой звездочки (табл. 6.3); m _р – коэффициент, учитывающий количество рядов цепи (табл. 6.4).

Рассчитанное по формуле значение шага округляется до ближайшего стандартного в большую сторону (приложение 2, табл. 1). С увеличением шага цепи возрастают динамические нагрузки и шум при работе передачи. Поэтому при больших скоростях следует принимать цепи с меньшим шагом, одновременно увеличив число рядов.

6.2. Проверочные расчеты цеп ной передачи
с втулочной и роликовой цепями

Проверочные расчеты выполняют по допускаемой частоте вращения [n] малой звездочки, допускаемому числу ударов цепи [υ], допускаемому давлению в шарнирах цепи [q₀] и запасу прочности [S].

а) Расчет по допускаемой частоте вращения [n₁] выполняется с целью уменьшения динамических нагрузок на цепь и звездочки по условию

n₁≤[n₁],                                                                             (6.4)

где [n₁] – допускаемое значение частоты вращения малой звездочки (табл. 6.3).

Таблица 6.1

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: