пункт 3 (1084701)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

10

3. Расчеты червячной передачи (ЧП) редуктора

Цель расчетов - определение размеров ЧП, удовлетворяющих исходным данным и требованиям прочности и износостойкости ЧП и теплостойкости редуктора, согласно выбранным материалам для червяка и червячного колеса. Ниже приведена методика расчета ЧП редукторов с цилиндрическими червяками и распространенными профилями витков: эвольвентным (Z1), архимедовым(ZA) и конволютным (ZK).

3.1. Выбор материалов и определение показателей выносливости ЧП

Исходные данные: T₂, n₁₍₂₎, L_h, график нагружения: θ_i λ_i

Червяки изготавливают из сталей, обычно, с поверхностной закалкой, шлифовкой и полировкой витков, что повышает нагрузочную способность ЧП. Зубчатые венцы червячных колес изготавливают из антифрикционных материалов: оловянистых бронз (группа 1; табл.3.1), работающих при скоростях скольжения _s  25…35 м/с; или безоловянистых бронз и латуней (группа 2) при _s  5 м/с (применение серых чугунов ограничено в основном ЧП с ручным приводом). Для выбора материала зубьев (табл.3.1) учитывают ожидаемую скорость скольжения в зацеплении:

^′_s м/с, здесь T₂ в Нм; n₁ в об/мин.

ЧП рассчитывают на износостойкость и прочность по зубьям колеса. Для этого определяют их допускаемые напряжения контактной []_H и изгибной []_F выносливости по формулам, приведенным в табл.3.1, где обозначено: []_Fо – исходное допускаемое напряжение; C_v–коэффициент износа C_v 1,37 – 0,08_s  0,8; N_HE и N_FE – эквивалентные числа циклов зубьев.

Таблица 3.1

Материал		Вид литья*	в /т, МПа	Допускаемые напряжения, МПа
-	Марка
Группа 1	Бр010Н1Ф1 s  25 м/с	Ц	290/170	[]н**=0,9∙в∙Сv∙ , где NHE = 60∙n2∙Lh∙i4∙ i; при 1,5∙105 ≤ NHE ≤ 25∙107.	[]F=[]F0∙ , где []F0=0,25т + 0,08в; NFE =60∙n2∙Lh∙i9∙i; при 106 ≤ NFE ≤25∙107.
		К	245/145
	Бр05Ц5С5 s  8 м/с	Ц	250/120
		К	200/90
Группа 2	БрАЖ9-4 s  5 м/с	Ц	530/245	[]н** = 300 – 25s.
		К	500/230
	ЛАЖMц66-6-3-2 s  4 м/с	Ц	500/330
		К	450/295

* Виды литья: Ц- центробежное; К- в кокиль(при единичном производстве применяют литье в песок).

** Для неполированных витков червяка твердостью <45HRC, или, при расположении червяка вне масляной ванны, значения []_Н снизить на 15…20%.

3.2. Проектный расчет ЧП

Исходные данные: Т₂ , u, `_s, []_H.

Цель расчета - определение проектных характеристик ЧП.

Задать число z₁ заходов червяка и число z₂ зубьев колеса: принять z₁ = 4 при u≤15, z₁ = 2 при 15< u≤30, z₁ = 1 при u>30 и z₂  uz₁  28.

Найти ожидаемое межосевое расстояние ЧП: a^/ ,

где Т₂ в Нм; []_H в МПа; k_H  1+80/(z₁u²) - коэффициент нагрузки.

Полученное значение а^/ округлить до стандартного а_W (...100; 125; 140; 160; 180...мм) или по нормальному ряду чисел 40а (...100, 105, 110, 115, 120, 130, 140...180, 190, 200…).

Задать: - стандартный модуль m зацепления – см. табл. 3.2,из диапазона m = (1,4...1,7)а_W/z₂;

- коэффициент диаметра червяка из диапазона q2a_W/m–z₂20,212z₂, при этом

обеспечить сочетания стандартных значений m и q – табл. 3.2:

Таблица 3.2

m, мм	2,5; 3,15; 4; 5	6,3; 8; 10; 12,5	16
q	8; 10; 12,5; 16; 20	8; 10; 12,5; 14; 16; 20	8; 10; 12,5; 16

Проверить принятые значения а_W, m, q, и z₂, определив коэффициент смещения зубьев

x = а_W / m – (z₂+q)/2, по условию +1 x  -1, иначе – изменить либо z₂ (т.к. допустимо отличие передаточного числа u = z₂ /z₁ от заданного в пределах 4%); либо q и z₂; либо а_W, m и q.

Найти: - делительные диаметры d₁₍₂₎ витков червяка (зубьев колеса), диаметры d_a1(2) их выступов и d_f1(2) – впадин: d₁ = m  q; d_a1 = d₁ + 2  m; d_f1 = d₁ - 2,4  m;

d₂ = m  z₂; d_a2 = d₂ + 2  m  (1 + x); d_f2 = d₂ - 2m(1,2 - x).

- длину b₁ нарезанной части червяка: при z₁=1 или 2 b₁=m(11+0,09z₂)[0,1+(x+0,55)²]^0,13+3m,

при z₁=4 b₁=m(11,9+0,1z₂)[0,3+(x+0,6)²]^0,12+3m;

- ширину b₂ зубчатого венца колеса: при z₁= 1 и 2 b₂ 0,75d_a1; при z₁= 4 b₂ 0,67d_a1;

- наибольший диаметр колеса: d_am2 d_a2+ 6m/ (z₁+2);

(значения b_1, b₂ и d_am2 задавать целыми числами)

- углы подъема витка червяка: начальный _W = arctg [z₁/ (q+2x)] и делительный _д = arctg (z₁/ q);

- окружную скорость колеса: ₂ =d₂n₂/(6010³) м/с.

Уточнить скорость скольжения в зацеплении: _s =₂/sin_W. Принять степень точности ЧП: n_ст= 8 при _s  5 м/с; n_ст= 7 при _s  10 м/с; n_ст= 6 при _s  25 м/с. При этом, при отличии скорости _s от ожидаемой ′_s уточнить значения []_Н – см. п.3.1.

Уточнить КПД червячного редуктора: _ч =0,97tg_W/ tg(_W+), где   2,9/(_s+0,3)^0,5– при-веденный угол трения в зацеплении. При отличии _ч от ранее принятого значения (см. энерго-силовой расчет привода) уточнить: КПД привода, мощности Р₁ и Р₀ и вращающие моменты Т₁ и Т₀ на соответствующих валах и, возможно, типоразмер двигателя.

Найти силы в зацеплении, действующие на червяк и колесо: окружные F_t1= 2000T₁/d₁ и F_t2=2000T₂/d₂; радиальные F_r1 = F_r2  F_t2  tg20^◦ и осевые F_a1 = F_t2 и F_a2 = F_t1 в Н.

3.3. Проверочный расчет ЧП на износостойкость

Исходные данные: F_t2, z₂, q, x, m, ₂, n_ст, []_H, график нагружения.

Цель расчета – проверка износостойкости (контактной выносливости) зубьев:

[]_H  _H= 335/m МПа,

где k_ - коэффициент концентрации нагрузки: k_ =1 + (z₂/θ_Ч)³ (1 - Σθ_i ∙λ_i);

θ_Ч - коэффициент деформации червяка: θ_Ч ≈ 9 ∙(q–4) ∙(1 + 1/z₁).

k_v- коэффициент динамичности: k_v= 1+3∙10^-3∙v₂∙(n_ст-2).

По итогам расчета сделать вывод об износостойкости ЧП, и в случае неудовлетворительного результата при _Н>[]_Н или _Н<0,8[]_Н доработать конструкцию ЧП: изменить либо размеры - а_W, m, q; либо материал колеса; либо число зубьев колеса z₂ (при 1 x -1); либо степень точности ЧП; после чего повторить необходимые расчеты.

3.4. Проверочный расчет ЧП на усталостную прочность

Исходные данные: F_t2, m, q, x, z₂, _W, k_, k_v, []_F.

Цель расчета – проверка изгибной выносливости зубьев

[]_F  _F=F_t2 k_ k_v cos_W Y_F/[1,3 m² (q+2x)] МПа,

где Y_F – коэффициент формы зуба колеса, зависящий от эквивалентного числа – z_V зубьев;

при z_V = z₂/cos³_W найти Y_F  1,2 + 15/z_V.

Сопоставив итоги расчета, сделать соответствующий вывод и при необходимости изменить конструкцию ЧП согласно п.3.3.

3.5. Проверочный расчет червячного редуктора на теплостойкость

Исходные данные: Р₁, _Ч, а_W , t₀=20⁰C – температура окружающей среды.

Ц ель расчета – обеспечение условий теплостойкости редуктора:

90C – для индустриальных масел;

t_p = t₀ + 10³∙P₁(1–η_Ч) / [A_p ∙k_t(1+ψ)] ≤ [t_M]

130С – для синтетических масел,

где t_p и [t]_M – температура редуктора установившаяся и температура допускаемая для масла;

A_p – площадь поверхности охлаждения редуктора, A_p12∙а_W ^1,7 м² (здесь а_W в м);

k_t – коэффициент теплоотдачи в Вт/(м²· ⁰С): k_t=12...18 при естественном охлаждении,

k_t=24...50 при воздушном охлаждении, k_t=100...200 при водяном охлаждении;

ψ – коэффициент увеличения теплоотдачи через плиту (раму), ψ0,3.

По итогам расчета выбрать марку масла и способ охлаждения редуктора (отразить в конструкции), обеспечив его теплостойкость и сохранение нагрузочной способности.

ЮМ2006

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги