Перебірковий розрахунок передачі на міцність



Визначаємо швидкість ковзання в зачеплені

де    - колова швидкість на черв’яку, ;

 - в метрах;

 - кут піднімання (сходу) лінії витка (/11/, с. 26, табл. 3.3.).

За таблицею 3.3. маємо

   при

де    - коефіцієнт деформації черв’яка.

Таким чином, отримавши уточнене значення , приймаємо вінець черв’ячного колеса з першої групи матеріалів – цинової бронзи БрО5Ц5С5 при відливі в кокіль з механічними характеристиками;

          

Визначаємо розрахункову контактну напругу за формулою (15.16) із /7/, с. 346:

де    - початковий діаметр черв’яка;

 - коефіцієнт концентрації навантаження;

де    - коефіцієнт деформації черв’яка;

 - коефіцієнт режиму (див. /11/, с. 26).

При заданому важкому режимі

 - швидкісний коефіцієнт.

Знайдемо

Тоді , якщо

 - пружна стала матеріалів тіл, які дотикаються (/7/, с. 346).

Отже,

 

ККД передачі

Коефіцієнт корисної дії черв’ячної передачі

де    - кут підняття лінії витка на початковому циліндрі;

 - зведений кут тертя, який визначається експериментально. Кут  приймають в залежності від швидкості ковзання

У відповідності з табл. 3.7. на сторінці 32, /11/, приймаємо

Отже,

Тоді

Сили в зачепленні (рис. 4)

Колова сила на колесі дорівнює вісевій силі на черв’яку і має значення

Колова сила на черв’яку, яка дорівнює вісевій силі на колесі,

Радіальна сила

Для стандартного кута

Отже,

 

Перевірка зубців за напругами згину

Розрахункова напруга згину

де    і  - коефіцієнти навантаження ( ; див. вище);

         і  - в метрах;

 

Рис. 4. Сили в черв’ячному зачепленні

 

         - коефіцієнт форми зубця, який приймають в залежності від , тобто

 - еквівалентна колова сила на колесі,

де    - коефіцієнт довговічності.

і коефіцієнт еквівалентності  визначають за формулою для зубчастих передач з коефіцієнтом  або приймають за таблицею 2.4 (ТО - гартування) на с.12 з /4/:

 /режим І – важкий/;

тоді

де    (вираховано в п.3.6).

 

Тепловий розрахунок черв’ячної передачі

Черв’ячний редуктор у зв’язку з невеликим ККД і великим виділенням теплоти перевіряють на нагрівання.

Потужність (Вт) на черв’яку

Температура нагріву мастила без штучного охолодження

,

де    - коефіцієнт тепловіддачі;  /більші значення при добрих умовах охолодження/;

 - приблизна площа поверхні охолодження корпуса;  - міжвісева відстань, м;

 - коефіцієнт, який враховує відвід теплоти від корпуса редуктора в металічну плиту або раму;

 - максимальна допустима температура нагрівання мастила.

Знаходимо

Приймаємо

Тоді

Таким чином немає необхідності в штучному охолодженні.

 

4. РОЗРАХУНОК ЛАНЦЮГОВОЇ ПЕРЕДАЧІ

 

Розрахунок проводимо за методикою, викладеною в /2/, с.257-262. Приймаємо в приводі роликовий ланцюг.

Для розрахунку маємо такі дані: потужність, що передається ведучою зірочкою, ; ; робота передачі – безперервна, з поштовхами, режим  (важкий); передача розміщена горизонтально; натяг ланцюга реґулюється переміщенням вала веденої зірочки; змащення передачі краплинне.

Для даної передачі приймаємо роликовий нормальний ланцюг ПР за ГОСТ 13568. Передатне відношення передачі  /див. пункт 2/. Приймаємо число зубців меншої зірочки за табл. 2.25 (/4/, с.38): .

Число зубців більшої зірочки визначаємо за формулою

Приймаємо попередньо крок ланцюга  (див, с.259, /2/). Тоді площа проекції опорної поверхні шарніра (ГОСТ 13568)

де    - умовна геометрична характеристика, за якою вибирається ланцюг.

Швидкість ланцюга

Колова сила передачі

Міжвісева відстань:

Відповідно до умов роботи приймаємо:

 / навантаження спокійне/;

 / опори пересувні/;

 / /;

 / горизонтальна передача/;

 / реґулярне краплинне змащення/;

 / робота безперервна/.

Тоді коефіцієнт експлуатації передачі

Допустима колова сила

де    - допустимий тиск в шарнірах роликових ланцюгів (/4/, с.39, табл. 2.28).

Перевіримо ланцюг на стійкість при спрацюванні шарнірів

 а

Отже,

тобто ланцюг достатньо стійкий проти спрацювання.

Число ланок ланцюга

Довжина ланцюга

Уточнимо міжвісеву відстань ланцюгової передачі

Через провисання ланцюга отримане значення  зменшимо на

Остаточно приймаємо

Ділильні діаметри зірочок:

меншої –

більшої –

Профіль і розміри зубців, а також діаметри вершин  і западин  зірочок приймаємо за ГОСТ 59І.

 

5. РОЗРАХУНОК ВАЛІВ РЕДУКТОРА

 

Спочатку встановимо діаметри вихідних кінців двигуна 4А100L4, вибраного в даному приводі. Із ескіза двигуна (рис. 2) видно, що

5.1. Компоновка редуктора /рис. 5/

З рис. 5:

де    - найбільша відстань між зовнішніми поверхнями деталей передач (/3/, с.28, рис. 3.6).

Рис. 5 Компонувальна схема редуктора

Тоді проміжок

 - зовнішній діаметр вальниць котіння. Зрозуміло, що , тому що необхідно мати проміжок для вільного переміщення черв’яка при монтуванні в корпус редуктора. Подамо на рис. 6 конструкцію вала-черв’яка. Зауважимо, що вал-черв’як редуктора з’єднується з валом електродвигуна через муфту. Отже, діаметр вхідного кінця черв’яка можна прийняти рівним або близьким до діаметра вала електродвигуна, тобто

Приймемо вхідний діаметр черв’яка , що відповідає рекомендованому ряду (/1/, табл. 6.1, с.44/.

Рис. 6. Параметри черв’яка

 

Діаметри вала-черв’яка дані на підґрунті таблиці 11.4 (/10/, с.62) шляхом елементарних розрахунків.

Наприклад, діаметр під вальницю

де    - діаметр сусіднього відрізка вала /праворуч/, а  - висота його буртика.

*Приймемо  /попередньо!/

Таким чином ми отримали приблизні розміри черв’яка /рис. 6/, підрахувавши довжини і діаметри.

Матеріал черв’яка і його механічні властивості вибрані нами в п.3.

 

5.1. Вал черв’ячного колеса(і одночасно вал ведучої зірочки ланцюгової передачі)

5.1.1. Вихідні дані для розрахунку:

;

Сили, що діють на черв’ячне колесо:

 (колова сила);

 (радіальна сила);

 (вісева сила).

Сили, які діють на ведучу зірочку:

 - колова сила;

 - навантага, яка діє на вал ланцюгових передач, нахилених до горизонту до 40° (/4/,с.39). Приймемо . Ділильний діаметр черв’ячного колеса ; ділильний діаметр ведучої зірочки ; довжина маточини черв’ячного колеса буде знайдена нижче; ширина вінця черв’ячного колеса 50 мм.

 

Вибір матеріалу

Для вала вибираємо сталь 45 за ГОСТ 1050, термообробку - покращення, твердість 260-280 НВ (табл. 11.1 з /10/).

Механічні характеристики сталі, враховуючи, що діаметр заготованки не перевищує 80 мм:

 - границя міцності при розтягові;

 - границя плинності при розтягові;

 - границя плинності при крученні;

 - границя втоми при згині;

 - границя втоми при крученні.

 

5.1.3. Проектний розрахунок вала

Діаметр вала під колесом чи зірочкою

де  

умовна напруга при крученні; приймаємо .За ГОСТ 6639 (табл. 11.2 з /10/) приймаємо діаметр вала під колесом чи зірочкою  (рис. 7).

 

5.1.4. Розробка конструкції вала

Конструкція вала показана на рис. 7.

Довжина маточини

З урахуванням  і  відстань між опорами вала черв’ячного колеса буде приблизно рівна:

Приймаємо  (за табл. 6.1 із /1/).

 /приймаємо ширину вальниці/.

Рис. 7. Конструкція вала черв’ячного колеса редуктора

 

Попередньо для вала черв’ячного колеса вибираємо: вальницю роликову конічну однорядну легкої серії 7208 за ГОСТ 333 з параметрами  (табл. 11.14 /10/), (див. рис. 7, ліворуч від черв’ячного колеса). Інші параметри вала підраховуються через висоти буртиків і взяті наближено (за табл. 11.4, /10 /).

Лінійні розміри вала визначені на основі ескізної компоновки редуктора /рис. 5/.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 297;