Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 42
Текст из файла (страница 42)
~<1 2 3 4 5 6 7 >8 С, .....1,33 1,21 1,11 1,02 0,95 0,88 0,83 0,8 При проектном расчете скорость скольжения (м/с) оценивают по приближенной зависимости е,.- 4,5.10 ~п~~/Тг. Приведенные зависимости относятся к длительному сроку службы при нагрузке, близкой к постоянной. Допускаемые напряжения изгиба для всех марок бронз (о„~ =0,25о,+0,08о,. Для проверки червячных передач на прочность при кратковременных перегрузках, которые не учитывают в основном расчете, принимают следующие п едельные допускаемые напряжения: оловянные бронзы ~ст„„=4а„бронза БрА9Ж4 ~он1,„=2ст„' ~а~~,„-0,8о, для ронзы всех марок.
$ 9.8. Тепловой расчет, охлаждение и смазка передачи Механическая энергия, потерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает передачу. Если отвод теплоты недостаточный, передача перегревается и выходит из строя. Количество теплоты, выделяющейся в передаче в секунду, или тепловая мощность, В=Р,(1- 1), (9.23) где Р,— мощность на входном валу, Вт; т1 — КПД передачи.
Через стенки корпуса редуктора теплота отдается окружающему воздуху, происходит естественное охлаждение. Количество теплоты, отданной при этом в секунду, или мощность теплоотдачи, ~г, =к(~,-~,) А, (9,24) где А — площадь поверхности охлаждения, м'; г, — внутренняя температура редуктора или температура масла, 'С; 211 Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 ~„— температура окружающей среды (воздуха), 'С; К- — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м' 'С). Под площадью поверхности охлаждения А понимают только гу часть площади наружной поверхности корпуса редуктора, которая изнутри омывается маслом или его брызгами, а снаружи — свободно циркулирующим воздухом.
По последнему признаку обычно не учитывают площадь поверхности днища корпуса. Если корпус снабжен охлаждающими ребрами, то учитывают только 50% площади их поверхности. Допускаемое значение г, зависит от сорта масла, его способности сохранять смазывающие свойства при повышении температуры. Для обычных редукторных масел допускают ~,=60...70" С (наибольшая температура 85...90 С), Авиационные масла допускают ~,=100...120' С. Значение ~о указывают в задании на проектирование (обычно го 20" С). В закрытых небольших помещениях при отсутствии вентиляции К=8...10, в помещениях с интенсивной вентиляцией Къ14...17 Вт/(м~.' С). Значение Х уменьшается при загрязнении корпуса редуктора. Если в уравнениях (9,23) и (9.24) В'< В'„ (9.25) зто означает, что естественного охлаждения достаточно. В противном случае необходимо применять искусственное охлаждение или снижать мощность передачи.
Искусственное охлаждение осуществляют следующими способами: 1. Обдувают корпус воздухом с помощью вентилятора (рис. 9.10, а). При этом К повышается до 20...28 Вт/(м~' С). Обдуваемая поверхность обычно снабжается ребрами. 2. Устраивают в корпусе водяные полости или змеевики с проточной водой (рис. 9.10, б), При этом К повышается до 90...200 Вт/(м~ ' С) при скорости воды в трубе до 1 м/с.
Масло Рис. 9.10 Ьйр:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 3. Применяют циркуляционные сис1емы счазки со специ«льными холодильниками !рис. 9.10, в). В первых двух случаях, а также при естественном охлаждении смазка осущесгвляегся путем частичного погружения одного из колес пары (см. рис. 8.37) или червяка (рис.
9.10, и, б) в масляную ванну. Во избежание болыпих потерь на разбрызгивание и перемешивание масла, а закже для зого, чтобы масло не вспенивалось (при этом снижаются смазывающие свойс1ва), глубина погружения колес в масло не должна превышать высоты зуба или витка червяка для быстроходных колес и '!з радиуса тихоходных колес. Рекомендуемое количество часла в ванне -0,35...0,7 л на ! кВт передаваемой мощности. При циркуляционной смазке (рис, 9.10, в) масло подают насосом в места зацепления и к подшипникам.
При эгом оно прогоняется через фильтр и холодильник. Непрерывная очистка масла является большим преимуществом циркуляционной смазки, ее применяют при окружных скоростях о > 12... 15 м/с. Искусственное охлаждение применяют в некоторых случаях для червячных и всех глобоидных передач. Для зубчатых, а также для червячных передач при сравнительно малой мощности и высоком КПД (многозаходные червяки), как правило, достаз очно естественного охлаждения. Сорт масла выбирают в зависимости от окружной скорости и нагружен- ности передачи (см., например, [41). ~ 9.9.
Глобоидиые передачи* У глобоидных передач витки червяка образую гся на глобоиде ~см. рис. 9.3, б). Нагрузочная способность этих передач примерно в 1.5 раза больше по сравнению с обычными червячными передачами, Повышение нагрузочной способности глобоидных передач объясняется одновременным зацеплением большого числа зубьев и благоприятным расположением линий контакта. В глобоидном зацеплении линии Ск контакта располагаются почти перпендикулярно направлению скоростей скольжения (рис. 9.11), что способствует образованию непрерывной масляной пленки на трущихся поверхностях (см. рис. 9.8 и 9.9).
Благоприятные условия смазки способствуют ' Подробнее см. [301, ГОСТ 93б9--77 и 17б9б — 89. 213 Ьйр:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 устранению заедания и позволяют повысить значение контактных напряжений. Изготовление червячных передач с глобоидным червяком значительно сложнее, чем с цилиндрическим. При сборке необходимо обеспечить точное осевое положение не только колеса, но и червяка.
Передачи очень чувствительны к износу подшипников и деформациям. Эти недостатки ограничивают применение глобоидных передач. Получают распространение цилиндрические червяки с вогнутым профилем витков. Они проще в изготовлении и эксплуатации и в то же время не уступают глобоидным червякам по нагрузоч ной способности, У них также благоприятное расположение контактных линий для режима жидкостного трения [8~. Параметры оптимизации червячной передачи по сравнению с зубчатой дополняют числом заходов червяка г, и коэффициентом диаметра червяка д, В качестве критериев оптимизации кроме цены или массы рассматривают значения к.
п. д. и температуры редуктора. Вопросы для самоподготовки 1. Чем отличается кинематика червячной передачи от зубчатой? 2. Каковы причина большого скольжения в червячной передаче и его последствия? 3. Почему КПД червячной передачи меньше, чем у зубчатой? Способы его повышения. 4. В каких случаях и почему целесообразно применять червячную передачу? 5. Силы в зацеплении червячной передачи. Как их определить? 6. По каким критериям работоспособности рассчитывают червячную передачу? 7. Чем отличаются расчетные зависимости для а„и о~ червячной передачи по сравнению с зубчатой? 8, Какие материалы применяют для червяка и колеса червячной передачи? 9. Как осуществляются охлаждение и смазка червячных передач? Пример расчета 9 1.
Зубчатый 1оедуктор (см. пример 8.1) заменить червячным (Р,=4,5 кВт, п,=960 мин, /=20, нагрузка постоянная). Рпмение. 1. По рекомендациям ~ 9.1 принимаем г, =2; г', =г, /= =2 20=40>х ~„— — 28 [см, формулу (9.4)]. 2. Определяем Т,=Р,/а,=4,5 10~/!00=45 Н м=45 10' Н мм, где в,= лл,/30=я 960/30ж100; Т,=45 20 0,8=720 Н м=720 10' Н мм, где пи0,8 (см. 8 9.3). 3, В первом ~щэиближении оцениваем скорость скольжения (см. ~ 9.7) и,=4,5.10 «.960ф'720ъ3.9 м/с. 4.
По рекомендации ~ 9.7 и табл. 9.4 назначаем материал колеса БРА9Ж4 при а,=200 МПа; о,=400 МПа; червяк — сталь 40Х, закалка до 54 НКС, витки шлифовать и полировать. При этом (см. $9.7) [а,Д = 300 — 25 ч, = =300-25 3,9~203 МПа. 5. По рекомендации [см. примечание к формуле (9.20)1, учитывая стандартные значения д (см. ~ 9.1), предварительно назначаем д'=12,5. При этом д'/г2=12,5/40=0,3125 в рекомендуемых пределах. 6. По формуле (9.20) при 2 2,! 10' 0,9 10' Е р — — 126 10' МПа 2,1 10'+0,9.105 214 Ьйр:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 определяем и' =0,625(12,5/40+1) =-157,2 мм. Округляем по ряду Яа40 (см.
рекомендации к формуле (8.14) ] и принимаем п = 160. 7. Ло формуле (9.3) определяем модуль т'=2 160/(12,5+40)=6,095 мм. Принимаем т = 6,3 (см. ч 9.1) и по формуле (9.5) находим необходимый коэффициент смещения х'=160/6,3 — 0,5(12,5+40)= — 0,853. По рекомендации это значение желательно уменьшить, поэтому принимаем г, = 39, ~'= 19,5 (отклонение не превышает +4%) и находим х=160/6,3 — 0,5(12,5+39)= — 0,353. По формулам (9.2) и (9.3) определяем 4 =12,5 6,3=78,75 мм; юг=39 6,3=245,7 мм, Проверяем выбранное значение г,: по формуле (9.1) 187=2/12,5=0,16 и у=9"5", по формуле (9.8) при вг —- пг/,п,/60=я 78,75 10 г 960/60х3,96 м/с, ю, = и,/сох у =3,96/0,986 =4 м/с.
Было принято 3,9 м/с — материал БРА9Ж4 сохраняем. Сохраняем и ап~, так как разность значений г, мала (в противном случае уточняем [а„). 8. Проверяем прочность по контактным напряжениям — -формула ( .16). Предварительно определяем: по рекомендации 9 9.1 8 = 50' = 0,8727 рад; по формуле (9.17) Н,г — — 6,3(39+2 — 2 0,353) =253,85 мм, Игг —— 6,3(39 — 2,4 — 2 0,353) =226,13 мм; нз я 9.1 с/,м, < 253,85 + 1,5 6,3 = 263,3 мм. Принимаем Ы,м, — — 263 мм. По табл.
9.2 назначаем 8-ю степень точности. 215 с„=-( /0.03.39г+39+1 — 1,17 39+2,9)/2,95=1,87; по формуле (9.8) при пг=пгг~/гг=960 2/39ж49 мнн ', вг=я 245 1О 'х х 49/60 = 0.63 м/с. ь, При этом К„=1 (см. ~ 9.6) и при постоянной нагрузке Кр=1 и К„= К„Ка=1. Подставляем в формулу (9.16) и находим 1,26 10з 720 10зсозг9"5' ап=1,18 г . „— 181 МПа<~ан1=~,30 МПа, 245,7г 78,75 0,8727 1,87 0,75яп40" Прочность соблюдается, отклонение -12% считаем допустимым, так как при стандартных т н д не всегда можно получить близкие а„и (ап1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
