2.5. Расчет валов
2.5.1. Расчет быстроходного вала
Силы реакций опор были определены выше. Эпюры моментов приведены на рисунке.
Ведем расчет по наиболее нагруженному сечению – проходящему через центр червяка.
1. Силовые факторы в расчетном сечении
T=30,7 Нм;
Fmax=2350 Н.
2. Геометрические характеристики сечения
d=64 мм
WК = 2W
= 225’723
= 51446 мм2
3. Напряжения
3. Выбираем цементуемую сталь 20Х
Т=400 МПа; Т=140 МПа.
Статическая прочность обеспечена.
2.5.2. Расчет тихоходного вала
Силы реакций опор тихоходного вала были определены выше. Эпюры моментов приведены на рисунке.
Исследуем два сечения I и II.
Сечение I.
1. Силовые факторы в сечении I
TI=778 Нм;
FI=6272 Н.
2. Геометрические характеристики сечения I
d=70 мм; сечение со шпоночным пазом h=11; b=20
3. Напряжения
3. Выбран материал сталь 45
Т=540 МПа; Т=290 Мпа -1=360 МПа; -1=200 Мпа.
Статическая прочность обеспечена.
Сечение II.
1. Силовые факторы в сечении II
TII=778 Нм;
FII=959 Н.
2. Геометрические характеристики сечения II
d=50 мм; сечение со шпоночным пазом h=9; b=16
3. Напряжения
3. Коэффициент запаса
Статическая прочность обеспечена.
Произведем расчет наиболее нагруженного сечения II на сопротивление усталости.
Выбираем по таблицам:
Коэффициенты концентрации напряжений в рассматриваемом сечении
Пределы выносливости вала:
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям :
Расчетный коэффициент запаса прочности :
Таким образом, условие сопротивления усталости выполнено.
2.6. Регулирование передачи и подшипников
В данном редукторе зацепление, фиксирующая опора червяка и подшипники колеса требуют регулировки.
Регулирование радиально-упорных подшипников требуется из-за того, что необходимо, чтобы осевая сила, нагружающая подшипник, была не меньше некоторой минимальной. Это достигается предварительной выборкой зазоров.
Зазоры в подшипниках фиксирующей опоры червяка регулируют набором металлических прокладок, которые ставят под фланец крышки подшипника.
Существует несколько способов регулирования зацепления червячного зацепления, цель которых - совместить среднюю плоскость червячного колеса с осью вращения червяка, чтобы получить надлежащую площадь и расположение пятна контакта. Прежде всего необходимо отрегулировать осевой зазор или «осевую игру» подшипников качения, так как в противном случае получить правильное зацепление не представляется возможным. Регулируемые радиально-упорные подшипники считаются правильно отрегулированными, если при перемещении вала в осевом направлений Из одного крайнего положения в другое, осевой зазор находится в требуемых пределах. Величину зазора определяют по справочникам в зависимости от диаметра подшипников, расстояния между опорами и температурного режима работы. Для регулировки зацепления в индивидуальном и мелкосерийном производстве на витки червяка наносят тонкий слой краски, (берлинской лазури по ТУ 6-10-1282-73), затем проворачивают червяк, чтобы червячное колесо сделало не менее одного оборота и визуально контролируют размеры и расположение пятна контакта на зубьях колеса. Пятно должно располагаться в середине зуба оптимально с небольшим смещением в сторону выхода витков червяка из зацепления. Смещая колесо в осевом направлении «на пятно» с помощью набора металлических прокладок или с помощью резьбовых деталей, добиваются необходимого расположения пятна на зубьях колеса. От качества выполнения данной операции во многом зависят эксплуатационные свойства передачи: КПД, ресурс, передаваемый момент и т. д, Данный метод достаточно трудоемок и неточен (по существу это селективная сборка, а размеры пятна в значительной степени зависят от толщины нанесенного слоя краски). Лучшие результаты дает контроль пятна, если краску нанести на два рядом расположенных зуба колеса и провернуть его на 10... 15 оборотов. В лабораторных условиях применяют контроль пятна после окисления поверхности зубьев колеса специальными растворами и проворачивания передачи под небольшой нагрузкой (10...20% номинальной). В этом случае пятно видно достаточно отчетливо, но растворы токсичны и на окисление требуется 15...20 минут. Применяют также контроль пятна по «блику» после приработки. В условиях крупносерийного производства используют специальные сборочные стапели с автоматическими операциями регулирования. В последнем случае требуется повышенная точность изготовления базирующих поверхностей деталей передачи.