3.7. Кпд передачи.

Коэффициент по­лезного действия червячной передачи

где _w — угол подъема линии витка на начальном цилиндре, _w=arctg[z₁/(q+2x)] = arctg[1/(10+20)] = 542';

—приведенный угол трения, опреде­ляемый экспериментально. В него включены также относительные потери мощности в зацеплении, в опорах и на перемешивание масла. Значение угла трения  между стальным червяком и колесом из латуни принимают в зави­симости от скорости скольжения. Т.к. v_s = 2,41 м/с, следовательно =1°44'.

Т аким образом КПД:

3.8. Силы в зацеплении.

Окружная сила на колесе, равная осе­вой силе на червяке:

F_t2 = F_a1 = 2T₂/d₂.

F_t2 = F_a1 = 2352,2/0,2 = 3522 Н.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

F_t1=F_a2 = F_t2 z₁/(q).

F_t1 = F_a2 = 35221 / (100,765) = 460,4 Н.

Радиальная сила F_r = F_t2tg.

Для стандартного угла =20°, F_r=0,364F_t2 = 0,3643522 = 1285,5 Н.

3.9. Проверка зубьев колеса по на­пряжениям изгиба.

Расчетное напря­жение изгиба:

где коэффициенты нагрузки K_ = 1 и K_v = 1; m = 0,005 м., d_w1 = 0,05 м.; Y_F — коэф­фициент формы зуба, прини­мают в зависимости от z_v2=z₂/cos³_w = 40/cos³542' ≈ 41, следовательно Y_F = 1,54.

F_tE2= K_FдF_t2 — эквивалентная окру­жная сила на колесе, где коэффициент долговечности K_Fд = 1, в связи с тем, что режим работы постоянный.

Т.о. F_tE2= F_t2 = 3522 Н.

В итоге

условие выполняется

3.10. Тепловой расчет.

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты прове­ряют на нагрев.

Мощность (Вт) на червяке Р₁ = 0,1T₂n₂/ = 0,1352,223 / 0,765 = 1058,9 Вт.

Температура нагрева масла без искусственного охлаждения

где =0,3 — коэффициент, учитываю­щий отвод теплоты от корпуса редук­тора в металлическую плиту или раму;

[t]_раб =95° - максимальная допусти­мая температура нагрева масла.

Поверхность охлаждения корпуса А (м²) равна поверхности всех его стенок, кроме поверхности дна, кото­рой он крепится к плите или раме.

Поверхность охлаждения корпуса определим по соотношению А = 12а_w^1,71, где a_w — межосевое расстоя­ние, м.

А = 12а_w^1,71 = 120,125^1,71 = 0,343 м²

Коэффициент теплоотдачи K_T=9...17 Вт/(м²·°C) (большие значе­ния при хороших условиях охлажде­ния).

Таким образом , т.е. условие выполняется.

4. Проектный расчет

4.1 Диаметры валов

Диаметры различных участков валов редуктора определяем следующим образом:

Быстроходный вал

Диаметр d выходного конца:

d  (7…8) ³Т_Б = (7…8) ³11 = 15,5…17,8 мм.

Принимаем значение из ряда нормальных линейных размеров d = 24 мм.

Ориентировочная длина под полумуфту: l₁ = (1,2…1,5)d = 28,8…36 мм.

Принимаем l₁ = 30 мм.

Диаметр вала под подшипник d_п  d + 2t  28 мм,

где высота буртика t = 2 мм;

Принимаем d_п = 30 мм.

Диаметр d_бп  d_п + 3r  36 мм.

где координата фаски подшипника r = 2 мм;

Принимаем d_бп = 36 мм.

Тихоходный вал.

Диаметр d выходного конца:

d(5…6)³Т_Т = (5…6) ³352,2 =35,3…42,4 мм.

Принимаем d = 40 мм.

Диаметр вала под подшипник d_п  d + 2t  45 мм,

где высота буртика t = 2,5 мм;

Принимаем d_п = 45 мм.

Диаметр d_бп  d_п + 3r  54 мм.

где координата фаски подшипника r = 3 мм;

Принимаем d_бп = 56 мм.

Диаметр d_к  d_бп

Принимаем d_к = 56 мм.

4.2 Конструктивные размеры колес

Размеры червяка:

d₁ = 50 мм; d_a1 = 60 мм; b₁ = 95 мм.

Зубчатое колесо кованое. Его размеры:

d₂ = 200 мм; d_a2 = 210 мм; b₂ = 45 мм.

Диаметр ступицы колеса: d_ст = 1,5*d + 10 мм = 1,5*56 + 10мм = 94 мм.

Длина ступицы колеса: l_ст = (1,2…1,5)*d = (1,2…1,5)*56 = 67,2…84 мм.

принимаем l_ст = 80 мм.

Ширина торца зубчатого венца: S=2,5*m=2,5*5=12,5мм.

Принимаем S =12 мм.

Значение S₀=(1,2…1,3)*S =(1,2…1,3)*12 =14,4…15,6 мм.

Принимаем S₀=15 мм.

Толщина диска: С = (1,2…1,3)*S₀ = (1,2…1,3)*15 = 18…19,5 мм.

Принимаем С =18 мм.

Размеры пазов:

h=0,15b₂=0,15*45=6,75 мм. Принимаем h=7 мм.

t=0,8*h=0,8*7=5,6 мм. Принимаем h=6 мм.

Значение фаски: f=0,5*m=0,5*5=2,5 мм.

Диаметр центровой окружности: D_отв = (D_о + d_ст) * 0,5

D_o = d_a2 – [2S + 2(2,4m + 2m)] = 210 – [2*12 + 2(2,4*5 + 2*5)] = 142 мм.

D_отв = (142 + 94) * 0,5 = 118 мм.

Диаметр отверстий в колесе:

d_отв  ¼ (D_o - d_ст) = ¼ (142 - 94) = 12 мм.

принимаем d_отв = 12 мм.