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

1. Задание

2. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

3. Расчёт редуктора

4. Предварительный расчёт валов редуктора и конструирование червяка и червячного колеса

5. Проверка долговечности подшипников

6. Тепловой расчет редуктора

7. Проверка прочности шпоночных соединений

8. Уточнённый расчёт валов

9. 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

2. 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:

Основные размеры червяка:

ѕ делительный диаметр червяка

ѕ диаметр вершин витков червяка

ѕ диаметр впадин витков червяка

ѕ длина нарезанной части шлифованного червяка

ѕ делительный угол подъёма витка г при, q= 10: г = 5°43'

Основные размеры венца червячного колеса:

ѕ делительный диаметр червячного колеса

ѕ диаметр вершин витков червячного колеса

ѕ диаметр впадин витков червячного колеса

ѕ наибольший диаметр червячного колеса

ѕ 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 _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:

ѕ ведомого (вал червячного колеса):

ѕ 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

5. Проверка долговечности подшипников

Силы в зацеплении:

ѕ окружная сила на червячном колесе, равная осевой силе на червяке

ѕ окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе

ѕ радиальные силы на колесе и червяке При отсутствии специальных требований червяк должен иметь правое направление витков.

Вал червяка:

ѕ расстояние между опорами

ѕ диаметр

ѕ реакции опор

· в плоскости xz:

· в плоскости yz:

Проверка:

ѕ суммарные реакции

ѕ осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиальноупорных подшипников:

где принимаем = 26°, е = 0,68.

ѕ осевые нагрузки подшипников

Рассмотрим левый подшипник:

ѕ отношение осевую нагрузку не учитываем

ѕ эквивалентная нагрузка Долговечность определяется по более нагруженному подшипнику.

Рассмотрим правый подшипник:

ѕ отношение поэтому эквивалентную нагрузку определяем с учётом осевой

ѕ эквивалентная нагрузка

ѕ 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 [t]=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 =300 000 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.

9. 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.

1. Чернавский С. А. Курсовое проектирование деталей машин; Изд. 2-е, переработанное и дополненное — М.: Машиностроение, 1988;416с.: ил.