Расчет геометрических размеров и параметров передачи

Основные размеры червяка.:

Делительный диаметр червяка

                                                                             (4.8)

Диаметры вершин и впадин витков червяка

                                                                          (4.9)

                                              

                                                                               (4.10)

                                       

Длина нарезной части шлифованного червяка [1]

                                                              (4.11)

 

Принимаем b₁=42мм              

Делительный угол подъема γ:

γ =arctg(z₁/q)

γ =arctg(4/10)

γ = 21 º 48’05”

h_a=m=4мм; h_f=1, 2x m=4, 8мм; c=0, 2x m=0, 8мм.

Основные геометрические размеры червячного колеса [1]:

Делительный диаметр червячного колеса

                                                                            (4.12)

                                               

Диаметры вершин и впадин зубьев червячного колеса

                                                                         (4.13)

                                              

                                                                (4.14)

                                           

  Наибольший диаметр червячного колеса

                                                                  (4.15)

                                 

Ширина венца червячного колеса

                                                                      (4.16)

                                                 

Принимаем b₂=32мм

Окружная скорость

                                                                      (4.17)

червяка  -       

колеса -              

Скорость скольжения зубьев [1, формула 4.15]

    

КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивания масла [1, формула 4.14]

        

Уточняем вращающий момент на валу червячного колеса

                                                                              (4.18)

По [1, табл. 4.7] выбираем 7-ю степень точности передачи и находим значение коэффициента динамичности Kv = 1, 1

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки [1, формула 4.26]

 

В этой формуле коэффициент деформации червяка при q =10 и Z₁ =4  [1, табл. 4.6]

При незначительных колебаниях нагрузки вспомогательный коэффициент Х=0, 6

 

 Коэффициент нагрузки

Проверочный расчет

 

 Проверяем фактическое контактное напряжение

 

МПа < [G_H] = 510МПа.

Проверяем прочность зубьев червячного колеса на изгиб.

Эквивалентное число зубьев.

                                                

Коэффициент формы зуба [1, табл. 4.5] Y_F = 2, 19

Напряжение изгиба

 

  Па = 92, 713 мПа  

Определяем окружные F_t, осевые F_a и радиальные F_r силы в зацеплении соответственно на червяке и на колесе по формулам:

                                                                                  (4.19)

                                                                       (4.20)                                                          (4.21)   

 

Данные расчетов сведены в табл.1.

 

Таблица 1

Параметры червячной передачи

Параметр	Колесо	Червяк
m	4
z	40	4
ha, мм	4
hf, мм	4, 8
с, мм	0, 8
d, мм	160	40
dа, мм	168	48
df, мм	150, 4	30, 4
dаm, мм	172	-
b, мм	32	42
γ	21º 48’05”
V, м/с	0, 54	1, 36
Vs, м/с	1, 64
Ft, Н	8725	138
Fa, Н	138	8725
Fr, Н	3176

 

 

Предварительный расчет диаметров валов

Расчет ведущего вала

 

Ведущий вал – червяк (см.рис.2)

    Рис.2 Эскиз червяка

 

Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении (согласно табл. 7.1 [2]):               

                    

По ГОСТ принимаем d₁ =25мм

Диаметры подшипниковых шеек d₂ =d₁+2t=25+2х2, 2=29, 9мм

Принимаем d₂ =30мм

d₃≤ d_f1=47, 88

Принимаем d₃ =40мм

l₁ =(1, 2…1, 5)d₁ =1, 4x25=35мм

l₂≈ 1, 5d₂ =1, 5x30=45мм

l₃ =(0, 8…1)хd_am=170мм

l₄ – определим после выбора подшипника

 

Расчет тихоходного вала

 

Ведомый вал – вал червячного колеса (см. рис.3)

              Рис.3 Эскиз ведомого вала

Диаметр выходного конца

                           

Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда d₁ =50мм

Диаметры подшипниковых шеек d₂ =d₁+2t=50+2х2, 8=55, 6мм

Принимаем d₂ =60мм

d₃= d₂ +3, 2r=60+3, 2х3=69, 6мм

Принимаем d₂ =71мм

d₅= d₃ +3, 2r=71+9, 6=80мм

l₁ =(1, 0…1, 5)d₁ =1, 2х50=60мм

l₂≈ 1, 25d₂ =1, 25х60=75мм

l₃ =(0, 8..1)хd_am=170мм

l₄ – определим после выбора подшипника

 

Подбор и проверочный расчет муфты

Определяем для муфты на выходном конце тихоходного вала расчетный момент М_р [3]:

 

М_р=k_рТ₂,                                                                                   (6.1)

где k_р – коэффициент режима работы

Для ленточных конвейеров k_р=1, 25-1, 5

Принимаем k_р=1, 4

М_р=1, 4х535, 2=748 Н× м

Исходя из задания на курсовую работу, расчетного момента и диаметра выходного вала d₂=50мм выбираем [2, т.2, табл.12] муфту цепную с однорядной цепью 1000-1-50-1-У3 ГОСТ20761-80. Материал полумуфт – сталь 45.

 

Проводим проверочный расчет муфты по условию

[М_муфты]³ М_р ,

 1000> 748

Все параметры муфты в норме.

 

Предварительный выбор подшипников

 

Предварительный выбор проводим по табл.7.2.[2].

Так как межосевое расстояние составляет 100мм для червяка выбираем роликовые подшипники 7306 ГОСТ333-79, а для червячного колеса - 7512 ГОСТ333-79 (рис.4).

Рис.4 Подшипник ГОСТ333-79.

Параметры подшипников приведены в табл.2.

                                                                                         Таблица 2

Параметры подшипников

Параметр	7306	7512
Внутренний диаметр d, мм	30	60
Наружный диаметр D, мм	72	110
Ширина Т, мм	21	20
Ширина b, мм	19	28
Ширина с, мм	17	24
Грузоподъемность Сr, кН	40	94
Грузоподъемность С0r, кН	29, 9	75

 

Компоновочная схема.

 

Компоновочная схема редуктора с выбранными и рассчитанными размерами показана на рис.5.

    Рис.5 Компоновочная схема редуктора

 

Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений

 

Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений проводим по [4].

    Рис.6 Сечение вала по шпонке

 

Соединение быстроходный вал – шкив ременной передачи

 

Для выходного конца быстроходного вала при d=25 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=8x7 мм² при t=4мм.

При l₁=35 мм выбираем длину шпонки l=32мм.

Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:

где Т – передаваемый момент, Н× мм;

l_р – рабочая длина шпонки, при скругленных концах l_р=l-b, мм;

[s]_см – допускаемое напряжение смятия.

С учетом того, что на выходном конце быстроходного вала устанавливается шкив из чугуна СЧ20 ([s]_см=70…100 Н/мм²) вычисляем:

Условие выполняется.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: