4.2 Определение основных размеров червяка

Делительный диаметр d₁, мм:

Начальный диаметр d_w1, мм:

Диаметр вершин витков d_а1, мм:

Диаметр впадин витков d_f1, мм:

Делительный угол подьёма линии витков γ:

Длина нарезаемой чести червяка b, мм:

при x = 0, C = 0

4.3 Определение основных размеров червячного колеса

Делительный диаметр d₂, мм:

Диаметр вершин зубьев d_a2, мм:

Наибольший диаметр колёс d_aм2, мм:

Диаметр впадин зубьев d_f2, мм:

Ширина венца b₂, мм, при z₁ = 1:

Радиусы закруглений зубьев R_a и R_f :

Условный угол обхвата червяка венцом колеса 2δ:

δ = 55,4

2δ = 110,8

4.4 Проверочный расчёт

Определим КПД редуктора η:

где φ – угол трения, зависит от фактической скорости скольжения v_s, м/с:

Так как v_s = 3,3 м/с, то φ = 2^º

Проверим контактные напряжения зубьев колеса σ_н, Н/мм²:

где окружная сила на колесе, Н:

К – коэффициент нагрузки, зависящий от окружной скорости колеса v₂, м/с:

При К = 1

159 < 160 – условие прочности выполняется.

Проверим напряжения изгиба зубьев колеса σ_F, Н/мм²:

где коэффициент формы зуба колеса, зависит от эквивалентного числа зубьев колеса z_v2:

При ,

12 < 118 – условие нагрузочной способности выполняется.

5 Предварительный расчёт валов редуктора и конструирование червяка и червячного

5.1 Расчёт и конструирование червяка

Дальнейший расчёт ведётся по [1, с.107 ]

Допускаемое напряжение [τ_к] = 10 Н/мм²

1-ая ступень вала под элемент открытой передачи или полумуфту:

диаметр d₁, мм:

где крутящий момент, Н∙м

Но для соединения его с валом электродвигателя примем

длина l₁, мм:

2-ая ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник

диаметр d₂, мм:

где t – высота буртика, мм; t = 2 мм

длина l₂, мм:

3-ая ступень

диаметр d₃, мм:

где r – координатвы фаски подшипника, мм; r = 1,6 мм

длина l₃, мм – определяется графически на эскизной компоновке.

4-ая ступень под подшипники

диаметр d₄, мм:

длина l₄, мм:

где Т – ширина подшипника, мм; Т = 18,5 мм

5.2 Расчёт и конструирование тихоходного вала

Допускаемое напряжение [τ_к] = 20 Н/мм²

1-ая ступень вала под элемент открытой передачи или полумуфту:

диаметр d₁, мм:

где крутящий момент, Н∙м

длина l₁, мм:

2-ая ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипники

диаметр d₂, мм:

где t – высота буртика, мм; t = 2,5 мм

длина l₂, мм:

3-ая ступень под колесо

диаметр d₃, мм:

где r – координатвы фаски подшипника, мм; r = 2,5 мм

длина l₃, мм – определяется графически на эскизной компоновке.

4-ая ступень под подшипники

диаметр d₄, мм:

длина l₄, мм:

где Т – ширина подшипника, мм; Т = 20 мм

5.3 Расчёт и конструирование червячного колеса

При единичном и мелкосерийном производстве зубчатые венцы соединяют с центром колеса посадкой с натягом. При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности центра предусматривается буртик, и эта форма является традиционной. В современных конструкциях для упрощения процесса изготовления венца и центра буртик не делают, обеспечивая посадку венца на центр с натягом.

5.3.1 Параметры обода колеса

Диаметр наибольший d_а2 = 210 мм (см. п. 4.3)

Диаметр внутренний d_в, мм

Толщина S,мм; S₀, мм:

Ширина b₂ = 42 мм (см. п. 4.3)

5.3.2 Параметры ступицы

Диаметр внутренний d, мм:

Диаметр наружный d_ст, мм:

Толщина δ_ст, мм:

Длина l_ст, мм:

5.3.3 Параметры диска

Толщина С, мм:

Радиус закругления и уклон R = 10^º, γ = 10^º

Отверстия d₀ = 25 мм, n₀ = 4.

6 Выбор подшипников

6.1 Выбор подшипников для вала-червяка

Для вала-червяка выбираем подшипники конические роликовые типа 7000 средней серии, схема установки враспор [1, с.111].

Обозначение 7305

Основные парамеры:

внутренний диаметр d = 25 мм;

внешний диаметр D = 62 мм;

ширина Т = 18,5 мм;

динамическая грузоподъёмность С_r = 29,6 кН;

статическая грузоподъемность С_r0 = 20,9 кН.

6.2 Выбор подшипников для тихоходного вала

Для тихоходного вала выбираем подшипники конические роликовые типа 7000 лёгкой серии, схема установки враспор [1, с.111].

Обозначение 7208

Основные парамеры:

внутренний диаметр d = 40 мм;

внешний диаметр D = 80 мм;

ширина Т = 20 мм;

динамическая грузоподъёмность С_r = 42,4 кН;

статическая грузоподъемность С_r0 = 32,7 кН.

7 Проверка долговечности подшипников

7.1 Выбор муфт

7.1.1 Выбор муфты для быстроходного вала

Для соединения быстроходного вала редуктора и электродвигателя применяем упругую втулочно-пальцевую муфту ГОСТ1412 – 85. Эта муфта имеет простую конструкцию, обладает достаточными упругими свойствами и малым моментом инерции для уменьшения пусковых нагрузок на соединяемые валы [1, с.236].

Основные параметры втулочно пальцевой муфты:

внешний диаметр D = 90мм;

внутренний диаметр посадочного отверстия d = 19мм;

длина муфты L = 60мм;

Радиальная сила F_M, Н, вызванная радиальным смещение, расчитывается по формуле:

где радиальная жескоксть муфты, Н/мм, Н/мм;

редиальное смещение, мм, мм;

7.1.1 Выбор муфты для быстроходного вала

Для соединения выходного конца тихоходного вала и приводного вала конвеера применяем упругую муфту с торообразной оболочкой ГОСТ 380 – 71. Эта муфта проста по конструкции и облодает высокой податливостью, что позволяет применять её в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов, при переменных ударных нагрузках, а так же при значительных кратковременных перегрузках [1, с.236].

Основные параметры втулочно пальцевой муфты:

внешний диаметр D = 200мм;

внутренний диаметр посадочного отверстия d = 36мм;

длина муфты L = 200мм;

При предельно допустимом для муфты смещении радиальная сила и изгибающий момент от неё невелики, поэтому при расчёте валов и их опор этими нагрузками можно принебречь.