VII. Второй этап компоновки редуктора
Используем чертежи первого этапа компоновки (см. рис. 12.23). Второй этап (рис. 12.25) имеет целью конструктивно оформить основные детали — червячный вал, вал червячного колеса, червячное колесо, корпус, подшипниковые узлы и др.
Смазывание зацепления и подшипников — разбрызгиванием жидкого масла, залитого в корпус ниже уровня витков так, чтобы избежать чрезмерного заполнения подшипников маслом, нагнетаемым червяком. На валу червяка устанавливаем крыльчатки; при работе редуктора они будут разбрызгивать масло и забрасывать его на колесо и в подшипники.
Уплотнение валов обеспечивается резиновыми манжетами. В крышке люка размещаем отдушину. В нижней части корпуса вычерчиваем пробку для спуска масла и устанавливаем маслоуказатель с трубкой из оргстекла.
Конструируем стенку корпуса и крышки. Их размеры были определены в п. IV данного примера. Вычерчиваем фланцы и нижний пояс. Конструируем крюки для подъема.
Устанавливаем крышки подшипников глухие (см. рис. 9.31) и сквозные для манжетных уплотнений (см. табл. 9.16). Под крышки устанавливаем металлические прокладки для регулировки.
Конструкцию червячного колеса выполняем по рис. 10.9, насаживая бронзовый венец на чугунный центр с натягом. Посадка Н7 / р6 по ГОСТ 25347-82.
Вычерчиваем призматические шпонки: на выходном конце вала червяка b h l = 10 8 40 мм, на выходном конце вала червячного колеса b h l = = 14 9 80 мм и под червячным колесом b h l = 18 11 80 мм (см. табл. 8.9).
VIII. Тепловой расчет редуктора
Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности А 0,73 м2 (здесь учитывалась также площадь днища, потому что конструкция
опорных лап обеспечивает циркуляцию воздуха около днища).
По формуле (10.1) условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе
где рч = 5 кВт = 5000 Вт — требуемая для работы мощность на червяке.
Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха, и принимаем коэффициент теплопередачи kt = 17 Вт/(м2°С). Тогда
Допускаемый перепад температур при нижнем червяке [t] = 60°.
Для уменьшения t следует соответственно увеличить теплоотдающую поверхность пропорционально отношению t / t = 72,5 / 60, сделав корпус ребристым (см. рис. 12.25 и 10.38).
IX. Проверка прочности шпоночных соединений
Проверочный расчет на смятие производят так же, как и в предыдущих примерах.
Здесь приведем проверку прочности лишь одного соединения, передающего вращающий момент от вала червячного колеса к муфте.
Диаметр вала в этом месте dв2=48 мм. Сечение и длина шпонки bhl = = 14980 мм, глубина паза t1 = 5,5 мм.
Момент Тк2 = Т2 = 517 103 Н мм.
Напряжения смятия
Х. Уточненный расчет валов
Червячный вал проверять на прочность не следует, так как размеры его поперечных сечений, принятые при конструировании после расчета геометрических характеристик (d1 = 80 мм, dа1 = 96 мм и df1 = 60,8 мм), значительно превосходят те, которые могли быть получены расчетом на кручение. Напомним, что диаметр выходного конца вала получился при расчете на кручение 18,7 мм, а мы по соображениям конструирования приняли его dв1 = 32 мм (мы решили этот диаметр для удобства соединения принять равным диаметру вала электродвигателя).
Проверим стрелу прогиба червяка (расчет на жесткость).
Приведенный момент инерции поперечного сечения червяка
(формула известна из курсов «Сопротивление материалов» и «Детали машин»).
Стрела прогиба
Допускаемый прогиб
Таким образом, жесткость обеспечена, так как
Определение коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала червячного колеса (рис. 12.26) следует проводить аналогично тому, как это выполнено для ведущего вала косозубого цилиндрического редуктора (см. §12.1 и рис. 12.8).
В данном примере запасы прочности больше [s], так как диаметры участков вала, выбранные по условиям монтажа, значительно превышают расчетные.
Рис. 12.26. Расчетная схема вала
червячного колеса