7.3. Расчет на жесткость

Расчет на жесткость заключается в проверке условия жесткости

,

где [f] – допускаемый прогиб червяка, определяемый по формуле

[мм];

Эффективным средством повышения жесткости вала червяка является уменьшение расстояния между опорами. К этому средству прежде всего следует прибегнуть при невыполнении условия жесткости.

8. Тепловой расчет червячного редуктора

При установившемся режиме работы редуктора все выделяющееся тепло отдается через его стенки окружающему воздуху. Этому соответствует определенный перепад температур между маслом и окружающим воздухом. Тепловой расчет редуктора сводится к сравнению фактического перепада температур с допускаемым. Этому должен предшествовать уточненный расчет КПД редуктора.

8.1. Определение фактического значения кпд передачи

Производится по формуле

Где угол трения φ определяется в зависимости от фактической скорости скольжения V_ск (см.п.4.7.) по графику на рис.3.

На графике кривыми обозначены верхние и нижние предельные значения угла трения φ. Средние значения φ при каждом заданном значении V_ск находятся в пределах заштрихованного поля между кривыми.

Значения и угла определены выше (см.п.4). Числовой коэффициент 0.96 в формуле введен в связи с учетом потерь в опорах и на перемешивание масла.

Рис.3. Зависимость угла трения φ от скорости скольжения V_ск в червячной передаче

8.2. Проверка условия работы редуктора без перегрева

Условие работы редуктора без перегрева записывается в виде

Где:

t_м и [t_м] – температура масла фактическая и допускаемая, соответственно, С;

t_в – температура окружающего воздуха, С (принимают t_в=20С)

Р₁ – мощность на валу червяка, кВт;

– КПД редуктора (см.п.8.1);

k_т – коэффициент теплоотдачи, (при отсутствии искусственного охлаждения

S – площадь теплоотдающей поверхности корпуса редуктора, м²;

ψ – коэффициент, учитывающий отвод тепла от корпуса в металлическую плиту или раму, на которой установлен редуктор (принимают ψ=0,25…0,3).

При t_м>[t_м], прибегают к искусственному охлаждению с помощью вентилятора. Проверка условия отсутствия перегрева в этом случае производится по рекомендациям 3.

Пример расчета цилиндрической червячной передачи.

Дано: об/мин частота вращения червяка;

об/мин частота вращения червячного колеса;

передаточное число;

Крутящий момент на червячном колесе Нм;

Отношение максимального и номинального моментов на червячном колесе при пуске двигателя

Нагрузка постоянная, реверсивная.

1 Выбор материала для изготовления червяка и червячного колеса.

Для определения материала нам необходимо рассчитать приближенное значение скорости скольжения: м/с.

При скорости скольжении м/с, то для изготовления червячного колеса принимаем материалы второй группы безоловянистые бронзы БрАЖН10 – 4 – 4Л при литье в кокиль со следующими характеристиками: МПа, МПа. При этом в паре с червячным колесом должен работать червяк который имеет твердость не ниже HRC = 45, червяк изготовим из стали 40Х с поверхностной закалкой ТВЧ рабочих витков.

2. Определение допускаемых напряжений:

2.1. Допускаемые контактные напряжения.

При безоловянистой бронзе и закаленном шлифованном червяке допускаемое контактное напряжение рассчитывается по следующей формуле, так как они имеют большую скорость к заеданию:

2.2 Допускаемые изгибные напряжения.

- допускаемое напряжение на изгибную выносливость.

Где: МПа- предел ограниченной изгибной выносливости.

t – время работы редуктора в часах (при двухсменном рабочем дне, 312 дней в году, 7 лет непрерывной работы).

МПа