Проектирование одноступенчатого
ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Спроектировать одноступенчатый червячный редукюр с нижним расположением червяка дляпривода к винтовому конвейеру (рис. 12.21).
Мощность, необходимая для работы конвейера, Рк = 4 кВт; частота вра-
|
щения вала конвейера пк = 74 об/мин (угловая скорость
Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа в две смены; валы установлены на подшипниках качения.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
Примем предварительно КПД червячного редуктора с учетом пояснений к формуле (4.14) h » 0,8. Требуемая мощность электродвигателя
По табл. П1 приложения по требуемой мощности Ртр = 5 кВт выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А закрытый обдуваемый с синхронной частотой вращения 1500 об/мин 4А112М4УЗ, с параметрами Рдв = 5,5 кВт и скольжением 3,7%. Номинальная частота вращения пдв = 1500 – 0,037 × 1500 = 1444 об/мин, угловая скорость
По табл. П2 диаметр выходного конца вала ротора dдв= 32 мм.
Передаточное число (равное передаточному отношению)
II. Расчет редуктора
Число витков червяка z1 принимаем в зависимости от передаточного числа: при и = 19,6 принимаем z1 = 2.
Число зубьев червячного колеса
Принимаем стандартное значение z2 = 40 (см. табл. 4. 1).
|
При этом
Отличие от заданного
По ГОСТ 2144-76 допустимо отклонение <4%.
Выбираем материал червяка и венца червячного колеса. Принимаем для червяка сталь 45 с закалкой до твердости не менее HRC 45 и последующим шлифованием.
Так как к редуктору не предъявляются специальные требования, то в целях экономии принимаем для венца червячного колеса бронзу БрА9Ж3Л (отливка в песчаную форму).
Предварительно примем скорость скольжения в зацеплении vs »5м/с. Тогда при длительной работе допускаемое контактное напряжение [sН] = 155 МПа (табл. 4.9). Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы [s0f] = kfl [s0f]'. В этой формуле kfl = 0,543 при длительной работе, когда число циклов нагружения зуба NS > 25 • 107; [s0f]' = 98 МПа — по табл. 4.8;
Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q= 10.
Вращающий момент на валу червячного колеса
Принимаем предварительно коэффициент нагрузки К = 1,2.
Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости [формула (4.19)]:
Модуль
Принимаем по ГОСТ 2144-76 (табл. 4.2) стандартные значения т = 8 мм и q = 10.
Межосевое расстояние при стандартных значениях т и q
Основные размеры червяка:
делительный диаметр червяка
диаметр вершин витков червяка
диаметр впадин витков червяка
длина нарезанной части шлифованного червяка [см. формулу (4.7)]
принимаем b1 = 132 мм;
делительный угол подъема витка g (по табл. 4.3); при z1 = 2 и q = 10 g = 11o19’.
Основные размеры венца 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 скорость червяка
Скорость скольжения
при этой скорости [sн] »149 МПа (см. табл. 4.9).
|
Отклонение к тому же межосевое расстояние по
расчету было получено аw = 180 мм, а после выравнивания m и q по стандарту было увеличено до аw = 200 мм, т. е. на 10 %, и пересчет aw по формуле (4.19) делать не надо, необходимо лишь проверить sH. Для этого уточняем КПД редуктора [см. формулу (4.14)]:
при скорости vs = 6,15 м/с приведенный коэффициент трения для безоловянной бронзы и шлифованного червяка (см. табл. 4.4) f ' = 0,020 • 1,5 = 0,03 и приведенный угол трения r'= 1o43'.
КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивание масла
По табл. 4.7 выбираем 7-ю степень точности передачи. В этом случае коэффициент динамичности Kv = 1,1.
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки [формула (4.26)]
где коэффициент деформации червяка при q = 10 и z1 = 2 по табл. 4.6 q = 86. Примем вспомогательный коэффициент х = 0,6 (незначительные колебания нагрузки, с. 65):
Коэффициент нагрузки
Проверяем контактное напряжение [формула (4.23)]:
Результат расчета следует признать удовлетворительным, так как расчетное напряжение ниже допускаемого на 13,4% (разрешается до 15%).