Расчет червячной передачи

     Строем  эпюру изгибающего момента (эпюра  ).

Уч. к. АВ

 м

;            

 м;    Н м 
 
 
 

Уч. к. СВ

м

;            Н м   

 м;   Н м

     5.   Строем эпюру крутящего момента  (эпюра ).

Уч. к. АВ

Уч. к. BD

 Н м 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  4.5.   Проверочный расчёт ведомого вала.

 Н

 Н

 Н м

 Н м

   

4.5.1.   Проверочный расчёт ведомого вала на статическую прочность.

     Расчёт  ведём в опасном сечении, в котором возникает максимальный изгибающий момент.

     Опасное  сечение  , т.к. , т.е. Н м

     Определяем  максимальное напряжение в опасном  сечении

 МПа

 мм³

     Запас  прочности в опасном сечении

   

 Условие статической  прочности

,

     т.е.  запас статической прочности  обеспечен.

     Требуемый  запас прочности:  
 
 
 
 

     4.5.2.   Расчёт ведомого вала на усталостную прочность.

     Расчёт  ведём в сечении, в котором  концентрация напряжения обусловлена  наличием шпоночного паза.

     Принимаем,  что нормальное напряжение меняется по симметричному циклу (Рис.А), а касательное по пульсирующему (Рис.Б).

 

                                                                           ; ;

                                                                           ;  МПа

                                                                

   Изгибающий  момент: Н м

   Осевой момент сопротивления равен

                                                    

       ;

      

;

                                                                 МПа

                                         

     Определяем  коэффициент запаса прочности  по нормальным напряжениям

     Определяем  эффективные коэффициенты концентрации  нормальных напряжений       и ([3], табл. 8.5, с. 165):

     ;

     Определяем  значения масштабных факторов  для нормальных напряжений  и   ([3], табл. 8.8, с. 166):

     ;

     Коэффициент,  учитывающий влияние шероховатости  поверхности, равен:   
     ;

  Определяем  коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям

     Расчётный  запас прочности:

     Допускаемый  запас прочности: 

; ,

     т.е.  запас усталостной прочности  обеспечен. 

     5.   Проверочный расчёт подшипников вала по динамической грузоподъёмности.

     Суммарные  радиальные реакции 

 Н

 Н

    

Определяем составляющие радиальных реакций конических подшипников

     ;

 Н

 Н

     ; Н; Н

     Осевые  нагрузки подшипников ([3], табл. 9,21, с. 217):

     , то Н

     Н

     Отношение:  , не учитываем осевые силы при определении эквивалентной нагрузки

Н

    

  Температурный  коэффициент ([3], табл. 9.20, с. 214):

     Коэффициент ([3], табл. 9.19, с. 214)

    

     Отношение:  , учитываем осевые силы при определении эквивалентной нагрузки

Н

     Опора  2 более нагружена, поэтому расчёт  ведём для опоры 2.

     Определяем  расчётную долговечность, млн.  об.

 млн. об.

   Расчётная долговечность, ч. (n=40 об/мин – частота вращения вала редуктора)

 ч. , 110000>36000, т.е. на долговечность прошел проверку.

     6.   Проверочный расчёт шпонок ведомого вала.

     Диаметр  вала: мм;

     мм;

     ;

     Момент: Н м

      
 

Определяем напряжение смятия:

 МПа

     Допустимое  напряжение смятия: МПа

 МПа,

Условие прочности  не выполняется, ставим 2 шпонки. 

     7.   Выбор муфты.

Подбор муфты  ведем по расчетному моменту

- коэффициент нагрузки

Для выбираем муфту МУВП – 65, Т=1100 Нм 

     8.   Тепловой расчёт редуктора.

     Площадь  теплоотводящей поверхности:  м²

     Мощность  на червяке: Вт

     Коэффициент  теплопередачи: 

     Определяем  условие работы редуктора без  перегрева при продолжительной  работе:

     Допускаемый  перепад температур:

,

     т.е.  работа редуктора удовлетворяет  тепловым условиям. 

   

   9.   Выбор смазки деталей редуктора.

     Смазывание зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. Устанавливаем вязкость масла ([3], табл. 10.9, с. 253). При контактных напряжениях МПа и скорости скольжения м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть приблизительно равна м²/с. Принимаем масло индустриальное ([3], табл. 10.10, с. 253).

  10.   Выбор и обоснование посадок основных деталей редуктора.

     Посадки  основных деталей редуктора назначаем  в соответствии с указаниями 

([3], табл. 10.13, с. 263).

     Посадка  зубчатого колеса на вал по  ГОСТ 25347-82: ;

     Шейки  валов под подшипники выполняем  с отклонением вала  . Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по . 

11.  Сборка редуктора.

     Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида. Начинают сборку с того, что на червячный вал надевают крыльчатки и шариковые радиально-упорные подшипники, предварительно нагрев их в масле до 80—100 °С. Собранный червячный вал вставляют в корпус.  
     При установке червяка, выполненного за одно целое с валом, следует обратить внимание на то, что для прохода червяка его диаметр должен быть меньше диаметра отверстия для подшипников. В нашем случае наружный диаметр червяка мм, а наружный диаметр подшипников 7312 мм.  
     В начале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и напрессовывают колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку и устанавливают роликовые конические подшипники, нагретые в масле. Собранный вал укладывают в основании корпуса и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка фланцев спиртовым лаком. Для центровки крышку устанавливают на корпус с помощью двух конических штифтов и затягивают болты.  
     Закладывают в подшипниковые сквозные крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки с прокладками.  
     Регулировку радиально-упорных подшипников производят набором тонких металлических прокладок I и II, устанавливаемых под фланцы крышек подшипников.  
     Для регулировки червячного зацепления необходимо весь комплект вала с червячным колесом смещать в осевом направлении до совпадения средней плоскости колеса с осью червяка. Этого добиваются переносом части прокладок II с одной стороны корпуса на другую. Чтобы при этом сохранилась регулировка подшипников, суммарная толщина набора прокладок II должна оставаться без изменения.  
    Ввёртывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и маслоуказатель. Заливают в редуктор масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с отдушиной.  
     Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература

     1.   «Лебёдка для монтажа воздушной линии электропередачи», В.Е. Буланов, Е.В. Маликова, ТГТУ, Тамбов, 2003г.;

     2.   «Расчёт и проектирование деталей  машин», К.П. Жуков, А.К. Кузнецова,  «Высшая школа», Москва, 1978г.;

     3.   «Курсовое проектирование деталей  машин», С.А. Чернавский, К.Н. Боков, «Альянс», Москва, 2005г.;

     4.   «Атлас конструкций редукторов»,  Л.И. Цехнович, И.П. Петриченко, «Высшая  школа», Киев, 1973г.;

     5.   «Детали машин», М.Н. Иванов, В.Н.  Иванов, 1984г.;

     6.   «Редукторы, конструкции и расчёт», М.И. Анурьев.