Тепловой расчет червячного редуктора
Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты проверяют на нагрев.
Мощность на червяке , Вт.
Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения
.
Температура нагрева масла (корпуса) при охлаждении вентилятором:
,
где y»0,3 – коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму; 95...110 ºС –максимально допустимая температура нагрева масла (зависит от марки масла).
Поверхность А, м2 охлаждения корпуса равна сумме поверхностей всех его стенок за исключение поверхности дна, которой корпус прилегает к раме. Размеры стенок корпуса можно взять по эскизному проекту.
aw, мм | ||||||||||
A, м2 | 0,16 | 0,24 | 0,35 | 0,42 | 0,53 | 0,65 | 0,78 | 0,95 | 1,14 | 1,34 |
Приближенно площадь А м2 поверхности охлаждения корпуса можно принимать в зависимости от межосевого расстояния:
Для чугунных корпусов при естественном охлаждении коэффициент теплоотдачи Вт/м2·ºС (большие значения при хороших условиях охлаждения).
Коэффициент KTB при обдуве вентилятором:
nB | ||||
KTB |
Здесь nB – частота вращения вентилятора, мин–1. Вентилятор обычно устанавливают не валу червяка:nB =n
РАСЧЕТ ВАЛОВ
Зубчатые колеса,шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях.
Вал предназначен для передачи вращающего момента вдоль своей оси, а также для поддержания расположенных на нем деталей и восприятия действующих на них сил.
Ось только поддерживает установленные на ней детали и воспринимаетдействующие на эти детали силы, в отличие от вала ось не передает полезного вращающего момента и не испытывает кручения.
Для большинства валов применяют термически обрабатываемые стали марок 45 и 40Х, для высоконагруженных 40ХН, 30ХГСА.
Валы из этих марок подвергают улучшению, закалке с высоким отпуском или поверхностной закалке с нагревом ТВЧ и низким отпуском.
Валы редуктора испытывают два вида деформации – деформацию кручения и деформацию изгиба. На данном этапе работы над курсовым проектом оценить деформацию изгиба не представляется возможным, поэтому валы рассчитывают только на деформацию кручения, но по пониженным допускаемым напряжениям[4, 8].
При расчете валов учитывают изгибающие и крутящие моменты,влияние сжимающих и растягивающих сил мало, обычно не учитывают.
Расчет валов производятся по следующим этапам:
1) Ориентировочный расчет валов по крутящим моментам
2)Предварительный проектный расчет и конструирование вала.
В результате выполнения этого этапа устанавливается диаметр опасного сечения или диаметры нескольких характерных сечений вала, и разрабатывают его конструкцию. При конструировании учитывается возможность свободного продвижении деталей вдоль вала до места их посадки и возможность осевой фиксации этих деталей на валу.
3) Уточненный проверочный расчет.
Этот этап проводится после окончательной разработки конструкции и служит для определения коэффициента запаса прочности для опасного сечения вала илидля нескольких опасных сечений.
Для определения реакций опор и для построения эпюр моментов следует знать расстояния между опорами по эскизной компановке.