Червячного редуктора общего применения

Расчет основных параметров проведен при условии, что редуктор может быть использован для работы от определен­ного электродвигателя, а рабочая машина заранее неизвестна.

ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТ

Рассчитать червячный редуктор общего назначения от электродвигателя 4А 132 М2 УЗ мощностью Р _дв = 11 кВт с син­хронной частотой вращения 3000 об/мин и скольжением 2,3 % к неизвестному потребителю (см. рис. 10.23).

Передаточное число редуктора и = 40.

РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

Номинальные частоты вращения и угловые скорости валов редуктора

Вращающие моменты

где КПД ориентировочно принят h= 0,75.

Материалы для венца червячного колеса и червяка примем по табл. 4.8, полагая, что будет большая скорость скольжения (v_s > 10 м/с), так как частота вращения червяка значительна — 2931 об/мин. В этом случае следует для венца червячного колеса принять оловянную бронзу, для которой допускаемое напря­жение [s _H ] не зависит от скорости скольжения. Для венца червяч­ного колеса примем бронзу Бр010Ф1, отлитую в кокиль; для червяка — углеродистую сталь с твердостью HRC > 45. В этом случае по табл. 4.8 основное допускаемое контактное напряжение [s _H ]' = 221 МПа. Расчетное допускаемое напряжение [s _H ] = = [s _H ]' k_hl, где коэффициент долговечности примем по его минимальному значению k_hl = 0,67. Тогда

Число витков червяка z ₁принимаем в зависимости oт пере­даточного числа: при и = 40 принимаем z ₁ =1.

Число зубьев червячного колеса

Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q = 10 и коэффициент нагрузки К = 1,2.

Определяем межосевое расстояние из условия контактной прочности [см. формулу (4.19)]:

Модуль

Принимаем по ГОСТ2144-76 (табл. 4.1 и 4.2) стандартные значения т = 10 мм и q = 10, а также z ₂ = 40 и z ₁ = 1.

Тогда пересчитываем межосевое расстояние по стандартным значениям т, q и z ₂:

Межосевое расстояние a_w = 250 мм тоже получилось стандартным.

Основные размеры червяка:

делительный диаметр червяка

диаметр вершин витков червяка

диаметр впадин витков червяка

длина нарезанной части шлифованного червяка [см. формулу (4.7)]

делительный угол подъема g по табл. 4.3: при z ₁ = 1 и q = 10 угол g = 5^o43'.

Основные размеры венка червячного колеса:

делительный диаметр червячного колеса

диаметр вершин зубьев червячного колеса

диаметр впадин зубьев червячного колеса

наибольший диаметр червячного колеса

ширина венца червячного колеса [см. формулу (4.12)]

Окружная скоросгь червяка

Скорость скольжения

Предположение, что скорость скольжения будет более 10 м/с, оправдалось. Поэтому для венца червячного колеса была выбрана оловянная бронза.

Уточняем КПД редуктора [см. формулу (4.14)].

По табл. 4.4 при скорости v_s» 15,5 м/с при шлифованном червяке приведенный угол трения r'» 1^о.

КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на раз­брызгивание и перемешивание масла

По табл. 4.7 выбираем 7-ю степень точности передачи и находим значение коэффициента динамичности К_v = 1,25 (в таблице скорости скольжения приведены только до 12 м/с).

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки [см. формулу (4.26)]

В этой формуле:

коэффициент деформации червяка q - по табл. 4.6; в зави­симости от q = 10 и z ₁ = 1 он равен q = 108. При незначи­тельных колебаниях нагрузки вспомогательный коэффициент x = 0,6;

Коэффициент нагрузки

Проверяем контактное напряжение [см. формулу (4.23)]:

Проверяем прочность зубьев червячного колеса на изгиб.

Эквивалентное число зубьев

Коэффициент формы зуба по табл. 4.5 Y_F = 2,265.

Напряжение изгиба

Основное допускаемое напряжение изгиба для реверсивной работы по табл. 4.8 [s_{-1 F} ]' = 51 МПа.

Расчетное допускаемое напряжение [s_{-1 F} ] = [s_{-1 F} ]'. Коэффициент долговечности примем по его минимальному значению K_FL = 0,543.

Таким образом [s_{-1 F} ] = 51 × 0,543 = 27,6 МПа. Прочность обеспечена, так как s _F < [s_{-1 F} ].

Расчет валов и подшипников и эскизные компоновки выпол­няем так же, как и в предыдущем примере. При компоновке учитываем, что в данном примере червячный редуктор имеет верхний червяк, и смазывание зацепления происходит путем погружения зубьев червячного колеса в масло и разбрызгивания его (в этом случае в крыльчатках нет необходимости). Следует иметь в виду, что некоторые узлы редуктора с верхним чер­вяком отличаются от узлов редуктора, в котором червяк распо­ложен снизу.