2.5 Определение кпд червячной передачи

КПД червячной передачи определяется по формуле

где – угол подъема винтовой линии [2];

– угол трения [2].

При м/с . Примем [2].

Отклонение от принятого в расчетах составляет:

Отклонение менее 7% допустимо.

2.6 Силы в зацеплении червячной передачи

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

Радиальная сила :

2.7 Тепловой расчет червячной передачи

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения:

где – температура окружающего воздуха, ;

– мощность на валу червяка, Вт;

– КПД червячной передачи;

– коэффициент теплопередачи, Вт/(м² );

– коэффициент, учитывающий отвод тепла от корпуса в раму (обычно ).

Площадь (м²) поверхности охлаждения корпуса равна сумме площадей поверхностей всех его стенок за исключением поверхности дна, которой корпус прилегает к плите или раме. Приближенно площадь (м²) поверхности охлаждения корпуса можно принимать в зависимости от межосевого расстояния. При мм м² [1].

При естественном охлаждении принимаем Вт/(м² ); [1].

Условия , , выполняются, расчет передачи выполнен верно.

2.8 Выбор смазки

С учетом скорости скольжения и контактных напряжений по рекомендации [3] выбираем масло индустриальное для тяжелонагруженных узлов с антиокислительными, антикоррозионными, противоизносными и противозадирными присадками с кинематической вязкостью при 40º C 198…242 мм²/с И-Т-Д-220 ТУ 38.1011337-00.

Рекомендуемое количество масла в ванне [3]:

где – передаваемая мощность, кВт.

Рассчитаем объем масляной ванны:

где – средняя площадь масляной ванны, ;

– высота уровня масла.

Сравнивая с рекомендуемым значением, делаем вывод о том, что требуемый режим смазки обеспечивается.

3 Эскизная компоновка редуктора

Диаметры валов определяются по формуле (приложение П.21) [1]:

где – крутящий момент на валу, Н∙м;

МПа – допускаемое касательное напряжение.

Диаметр конца червячного вала:

По ГОСТ 12080-66 принимаем мм.

Диаметр под подшипник:

Диаметр под червяк:

Диаметр конца вала червячного колеса:

По ГОСТ 6636-69 принимаем мм.

Диаметр под подшипник:

Диаметр под колесо:

Опорная длина червячного колеса:

Толщина стенки корпуса:

где – крутящий момент на выходном валу редуктора, Н∙м.

По ГОСТ 6636-69 принимаем мм.

Диаметр отверстий под болты:

По ГОСТ 7796-70 принимаем мм.

Ширина фланца корпуса:

Найдем зазор между зубчатым венцом и корпусом:

По ГОСТ 6636-69 принимаем мм.

Остальные размеры подбираем конструктивно с учетом рекомендаций приложения П.21 [1]. Подшипники выбираем по ГОСТ 831-75.

Компоновка редуктора представлена на рис. 3 и рис.4.

Рисунок 3

Рисунок 4

4 Расчет цепной передачи

4.1 Проектировочный расчет

Задаемся числом зубьев меньшей звездочки [1]:

Принимаем , тогда

Принимаем . Уточняем передаточное число:

Вращающие моменты на валах передачи:

где – крутящий момент входного вала цепной передачи, ;

– мощность на входном валу цепной передачи, Вт;

– угловая скорость входного вала цепной передачи, рад/с;

где – крутящий момент выходного вала цепной передачи, ;

Частоты вращения на валах передачи:

где – частота вращения входного вала цепной передачи, ;

где – частота вращения выходного вала цепной передачи, ;

Определяем ориентировочный шаг цепи по формуле:

где – вращающий момент на ведущей звездочке, Н∙м;

– число зубьев на этой звездочке;

– допускаемое давление в шарнирах цепи по нормам DIN 8195 [2];

– коэффициент [1]:

– коэффициент, учитывающий характер нагрузки (при слабых толчках );

– коэффициент, учитывающий межосевое расстояние (для );

– коэффициент, зависящий от способа смазки (при непрерывном смазывании );

– коэффициент, учитывающий продолжительность рабочего дня (при работе в одну смену );

– коэффициент, зависящий от угла наклона передачи к горизонту (при наклоне менее 60º );

– коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи (для нерегулируемой передачи ).

Таким образом,

принимаем равным 35 МПа [4]. Тогда

Находим ближайшее стандартное значение шага цепи и основные размеры и габариты цепи:

- шаг цепи: мм;

- масса 1 м длины: кг;

- диаметр валика: мм;

- ширина цепи: мм;

- площадь: мм².

Межосевое расстояние:

Определяем скорость цепи:

Допускаемое давление в шарнирах цепи в зависимости от шага цепи принимаем по DIN 8195 МПа.

Проверяем расчетное давление:

Условие выполнено. Окончательно принимаем цепь ПР-25,4-5000 ГОСТ 10947-64 (приложение П.18) [1].

Число звеньев цепи:

Принимаем . Длина цепи:

Уточняем межцентровое расстояние:

Для обеспечения провисания цепи межосевое расстояние уменьшаем на . Отсюда вычисляем монтажное межцентровое расстояние: