Червячная передача

Министерство образования и науки УР

БОУ СПО УР «ИИТ»

 

ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА

Пояснительная записка

ТМ 150ПЗ

Выполнили: студенты

Проверил:

2012 г.

Содержание

Введение………………………………………………………………………..……………….2

1.Кинематический и силовой расчет привода ………………………………………………..4

2.Расчет червячной передачи……………..……………………………………………………6

Список литературы……………………………..………………………………………………12

Введение

Редуктор - это механизм для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Механизм, совершающий обратное преобразование, называют ускорителем, или мультипликатором. При частоте вращения быстроходного вала n<3000 (1/мин) эти механизмы конструктивно однотипны.

Редуктор - законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочей машиной муфтами или упругими разъёмными элементами. Это принципиально отличает его от зубчатой передачи, встраиваемой в исполнительный механизм. В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закреплённые на валах. Валы опираются на подшипники, размещённые в гнёзда корпуса (в основном используют подшипники качения). Подшипники скольжения применяют в специальных случаях, когда редуктору предъявляют повышенные требования по уровню вибрации и шума, при очень высоких частотах вращения или при отсутствии подшипника качения нужного размера.

Разнообразие редукторов велико. Ориентироваться во всём многообразии редукторов поможет классификация их по типам, типоразмерам и исполнениям.

1. Кинематический и силовой расчет привода

1) Мощность на выходном валу

(1)

где - усилие на цепи,

- скорость цепи конвейера;

2) Частота вращения выходного вала

; (2)

3) Крутящий момент на выходном валу:

; (3)

4) Число оборотов и мощность двигателя

Двигатель 4А90L6 nдв = 1000об/мин, , Рдв=1,5кВт

5) Общее передаточное отношение привода

, (4)

где = 950 об/мин = – частота вращения двигателя;

.

6) Передаточное отношение червячной передачи

.

Согласовываем со стандартом .

7) Передаточное отношение цепной передачи

8) Принимаем следующие значения КПД:

- для цепной передачи ;

- для червячной передачи

9) Частота вращения промежуточного вала

; (5)

10) Мощность двигателе

;

11) Мощность на промежуточном валу

; (6)

12) Крутящий момент на входном валу:

; (7)

.

13) Крутящий момент на промежуточном валу:

; (8)

Полученные результаты заносим в таблицу1.

 

Таблица 1. - Расчетные параметры кинематического и силового привода

P, кВт	n, об/мин	Т, Н·м	U	η
1,5	950	15,1	2,5	0,95
0,96	380	22,7	18	0,75
0,68	21,1	362,1	40	0,71

2. Расчет червячной передачи

1) Предварительно определяем скорость скольжения

Выбор материала венца колеса в зависимости от скорости скольжения, материала и твердости червяка.

При VS<4 м/с можно выбрать дешевую безоловянистую бронзу.

Определение допускаемых контактных напряжений.

Безоловянистая бронза как заменитель оловянистой бронзы имеет выше механическую прочность, но, обладая более низкими антифрикционными качествами, более склонна к заеданию. Поэтому расчет ведут по отсутствию заедания.

Чтобы исключить вероятность заедания, допускаемые контактные напряжения определяются по скорости скольжения

МПа.

Коэффициенты D1 и D2 зависят от материала венца колеса и состоянии червяка и выбирается из таблицы.

2) Проектный расчет по контактным напряжениям

мм.

Формула справедлива при коэффициенте делительного диаметра чер­вяка при коэффициенте смещения инструмента X = 0. Коэффициент нагрузки в предварительных расчетах принимаем из диапазона K = 1...1,3.

Межевое расстояние согласовать со стандартом мм.

3) Расчет параметров, необходимых для проверочных расчетов.

Число витков (заходов) червяка Z1 выбирается в зависимости от передаточного числа.

Z1 = 2

Число зубьев колеса из условия отсутствия подрезания должно быть не менее 28:

Z2 = Z1×U=2×18=36 > 28.

Предварительное определение коэффициента делительного диаметра червяка и осевого модуля

q = 0,25×Z2=0,25×36=9; Принимаю согласно стандарту q =10

мм.

Для того, чтобы иметь минимальный набор инструмента для нареза­ния зубьев колеса, стандартом регламентируются не только m и q , но и их сочетание. Поэтому мм.

Коэффициент смещения инструмента

.

Должно соблюдаться условие:

.

Условие соблюдается.

Коэффициент начального диаметра червяка

qw = q + 2×X=10+2×(-0,78)=8,44

Угол подъема винтовой линии на начальном диаметре

, gw=13030’

Делительные диаметры червяка и колеса

d1=m×q=63 мм;

d2=m×Z2=226.8 мм.

Начальные диаметры червяка и колеса

Диаметр впадин червяка

df1 = d1 - 2,5×m=63-2,5×6,3=47,25 мм.

Диаметр выступов колеса

da2 = d2 + (2+2×X)×m=226.8+(2-2×0,78) ×6,3=232.1 мм.

Максимальный диаметр колеса

Уточненная скорость скольжения

Уточнение допускаемых напряжений.

Мпа.

Уточнение КПД редуктора

Угол трения j выбирается по коэффициенту трения f из таблицы в зависимости от скорости скольжения VS.

Моменты на валах и силы, действующие в зацеплении.

Момент на валу червяка

Окружные силы на червяке и на колесе

Осевые силы на червяке и на колесе

;

Радиальные силы при угле зацепления a=200

4) Проверка контактной прочности.

Условие контактной прочности

Условие выполняется, так как

Отклонения от допускаемых напряжений

.

Недогрузка допускается до 15%.

5) Проверка жесткости червяка. Прогиб тела червяка в среднем сечении

Оптимальное значение прогиба червяка должно укладываться в пределы

[y]=(0,005...0,008)×m=(0,005...0,008)6,3=(0,0315…0,0504) мм,

допускается некоторое превышение допускаемых значений в пределе запаса жесткости по прогибу

6) Проверка изгибной прочности зуба колеса.

Допускаемые циклические напряжения изгиба

где:

Эквивалентное число циклов при постоянном режиме нагружения:

Рабочие напряжения изгиба зуба колеса:

.

Коэффициент формы зуба YF выбирается из таблицы по эквивалентному числу зубьев

,

при Zv=40 мм YF=1,55, это значение и принимали в формуле вычисления sF.

7) Проверка теплостойкости редуктора.

Температура масла в картере редуктора

.

t0 - температура окружающей среды. Для цеховых помещений t =200C.

Kт - коэффициент теплоотдачи, равный 12...18 вт/(м2×0C ). В ти­пажных конструкциях принимают 16.

A - поверхность теплоотдачи корпуса редуктора, м2. При ориентиро­вочных расчетах принимают

y - коэффициент отвода тепла через раму или плиту, примем y = 0,2.

[t] - допускаемая температура нагрева масла без потери его пер­воначальных свойств, принимается

[t] = 900 C.

Систематизация параметров

Составим таблицы параметров передачи, червяка и колеса, занесем в них вычисленные и вычислим недостающие.

Диаметр выступов

Длина нарезанной части

.

Диаметр впадин

Ширина колеса

Условный угол обхвата колеса

.

Полученные параметры червячной передачи занесем в таблицы.

Таблица 2. - Расчетные параметры передачи

№	Наименование параметра передачи	Обозначение	Значение
1	Межосевое расстояние, мм	aW	140
2	Передаточное число	U	18
3	Модуль зацепления, мм	m	6,3
4	Коэффициент сдвига инструмента	X	-0,78
5	Коэффициент полезного действия червяка	h	0,76
6	Скорость скольжения, м/с	VS	1,3

Таблица 3. - Расчетные параметры червяка

№	Наименование параметра червяка	Обозначение	Значение
1	Число витков	Z1	2
2	Коэффициент делительного диаметра	q	10
3	Коэффициент начального диаметра	qW	8,44
4	Делительный угол подъема винтовой линии	g	13030’
5	Начальный угол подъема винтовой линии	gW	13030’
6	Делительный диаметр, мм	d1	63
7	Начальный диаметр, мм	dW1	53
8	Диаметр выступов, мм	da1	75,6
9	Диаметр впадин, мм	df1	47,25
10	Длина нарезанной части, мм	b1	100
11	Тип (профиль) червяка	ZK

Таблица 4. - Расчетные параметры червячного колеса

№	Наименование параметра колеса	Обозначение	Значение
1	Число зубьев	Z2	36
2	Делительный (начальный) диаметр	d2	227
3	Диаметр выступов	da2	232,1
4	Диаметр впадин	df2	202
5	Наибольший диаметр	daМ2	239,1
6	Ширина колеса	b2	56,7
7	Условный угол обхвата колеса	2d	1030

Список литературы

Дунаев узлов и деталей машин: Учебное пособие для студентов ВУЗов / , . – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: Академия, 2006г. – 496с. Шейнблит проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. – М.: Высшая школа 1991г. – 432с. Хруничева машин: типовые расчеты на прочность: Учебное пособие для СПО. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2007г.- 224с. Детали машин и основы конструирования: Учебник для ВУЗов / под редакцией , Е. А Самойлова. М.: Дрофа, 2006г. – 415с.