ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЧЕРВЯЧНЫХ РЕДУКТОРАХ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЧЕРВЯЧНЫХ РЕДУКТОРАХ.

Червячные редукторы применяют для передачи движения между

валами, оси которых перекрещиваются.

По относительному положению червяка и червячного колеса различают три основные схемы червячных редукторов: с нижним, верхним и боковым расположением червяка.

При нижнем расположении червяка условия смазывания зацепления лучше, при верхнем хуже, но меньше вероятность попадания в зацепление металлических частиц - продуктов износа.

Выбор схемы редуктора обычно обусловлен удобством компоновки привода в целом: при окружных скоростях червяка до 4=6 м/с предпочтительно нижнее расположение червяка, при больших скоростях возрастают потери на перемешивание масла, и в этом случае следует располагать червяк над колесом. В редукторах с верхним расположением червяка при включении движение обычно начинается при недостаточной смазке (за время остановки при редких включениях масло успевает стечь с зубьев колеса).

Передаточные числа червячных редукторов обычно колеблются в пределах u = 8-80 (см. ГОСТ 2144-76).

Так как КПД червячных редукторов невысок, то для передачи больших мощностей и в установках, работающих непрерывно, проектировать их нецелесообразно. Практически червячные редукторы применяют для передачи мощности, как правило, до 45 кВт и в виде исключения до 150 кВт.

2этап. Расчет передачи червячного редуктора

Число витков червяка z₁ принимаем в зависимости от передаточного числа: при u= принимаем z₁= (см. с. 55).

Число зубьев червячного колеса:

z₂= z₁u =

Принимаем стандартное значение z₂ = (см. табл. 4. 1)

При этом u = z₂/z₁ =

Выбираем материал червяка и венца и червячного колеса.

Принимаем для червяка ст. с закалкой до твердости не менее HRC = и последующим шлифованием.

Так как редуктору не предъявляются специальные требования, то в целях экономии принимаем для венца червячного колеса бронзу (отливка в песчаную форму).

При длительной работе допускаемое контактное напряжение [ _Н] = МПа (табл. 4. 9)

Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q =

Принимаем предварительно коэффициент нагрузки К =.

Определяем межосевое расстояние из условия контактной

выносливости [формула 4. 19]:

мм

Модуль

m = 2a_w /z₂ + q = мм

Принимаем по ГОСТ 2144 - 76 (табл. 4. 2) стандартные значения

m = мм и q =

Межосевое расстояние при стандартных значениях m и q

a_w = m(q + z₂) / 2 = мм

Основные размеры червяка:

делительный размер червяка

d1 = q m = мм

диаметр вершин витков червяка

d_a₁ = d₁+ 2m = мм

диаметр впадин витков червяка

d_f₁ = d₁ - 2, 4m = мм

длина нарезной части шлифованного червяка [см. формулу (4. 7) ]

b₁≥ (11+0. 006 z₂)m+35 = мм

принимаем b₁ = мм

делительный угол подъёма витка γ (по табл. 4. 3):

при z₁= и q = γ =

Основные размеры венца червячного колеса: делительный диаметр червячного колеса

d₂ = z₂m = мм

диаметр вершин зубьев червячного колеса

d_a₂ = d₂ + 2m = мм

диаметр впадин зубьев червячного колеса

d_f₂ = d₂ - 2, 4m = мм

наибольший диаметр червячного колеса

d_a_М2≤ d_a₂ + 6m / z₁ +2 = мм

ширина венца червячного колеса [ см. формулу (4. 12) ]

b₂ ≤ d_a₁ = мм

Окружная скорость червяка

V₁ = π d₁n_дв/ 60 = м/с

Скорость скольжения

V_s=V/cos γ = м/с

при этой скорости МПа (см. табл. 4. 9).

межосевое расстояние по расчёту было получено a_w= мм, а после выравнивания q и m по стандартному было увеличено до a_w= мм, т. е. на % и пересчёт a_w = по формуле (4. 19) делать не надо, необходимо лишь проверить . Для этого уточняем КПД редуктора [ см. формулу (4. 14) ]: при скорости V_s = м/с приведённый коэффициент трения для без оловянной бронзы и шлифовального червяка ( см. табл. 4. 4 ) f '=1 и приведённый угол трения р'=

КПД редукторы с учётом потерь в опорах, потерь на разбрызгивании и перемешивании масла

η = (0, 95) tg γ / tg (γ +р') =

По табл. 4. 7 выбираем -ю степенью точности передачи.

В этом случае коэффициент динамичности K_v=

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки

[ ф-ла(4. 26) ]

K_β= l+(z/θ )³(l-x)≈

где коэффициент деформации червяка при q = и z =

( по табл. 4, 6)выбираем θ =

Примем вспомогательный коэффициент х= (незначительные колебания нагрузки, с. 65)

К=К К≈

Проверим контактное напряжение [ формула ( 4. 23)]

Результаты расчета следует признать удовлетворительными, т. к. расчетное напряжение разрешается до 15%.

Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб.

Эквивалентное число зубьев

z_v=z₂/cos γ ³ =

Коэффициент формы зуба по табл. 4. 5. Y_F =

Напряжение изгиба [см. формулу(4. 24)]

_F =1. 2 T₂K Y_F/z₂b₂m² =

= МПа

Основное допускаемое напряжение изгиба для реверсивной работы по табл. 4. 8 МПа

Расчетное допускаемое напряжение . Коэффициент долговечности примем по его минимальному значению

(см. стр. 67).

МПа

3этап. Предварительный расчет валов редуктора.

Основные конструктивные размеры.

Крутящий момент в поперечных сечениях валов ведомого (вала червячного колеса)

Т_к2=Т₂ = Н мм

ведущего (червяка)

Т_к1=Т₁= Н мм

Витки червяка выполнены за одно целое с валом (рис. 12. 22 и 4. 1)

Диаметр выходного конца ведущего вала по расчету на кручение

при [τ _к] = 25 МПа

dв1 ≥ = мм

Примем d_B₁ = мм, диаметр подшипниковых шеек d_п1 = мм.

Ведомый вал (см. рис. 12. 26)

d_B₂ = = мм

Принимаем d_B₂ = мм

Диаметр подшипниковых шеек d_П2 = мм_,

диаметр вала в месте посадки червячного колеса d_K₂ = мм.

Диаметр ступицы червячного колеса принимаем d_CT₂=(1, 6-1, 8) d_K₂=

=принимаем d_CT₂= мм

Длина ступицы червячного колеса 1_СТ2=(1, 2-1, 8) d_K₂ =

= принимаем 1_СТ2= мм

Конструктивные размеры корпуса редуктора.

Толщина стенок корпуса и крышки:

δ =0, 04а+2= мм

принимаем δ = мм

δ ₁=0, 032а+2= мм

принимаем δ ₁= мм

Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки

b=b₁=1. 5δ = мм

Толщина нижнего пояса корпуса при наличие бобышек

р₁=1. 5δ = мм

р₂= (2. 25-2. 75) δ = мм

принимаем р₂= мм

Диаметры болтов:

фундаментных d₁=(0. 03-0. 036)а+12=

= мм

принимаем болты с резьбой М ;

крепящих крышку с корпусом у подшипников

d₂=(0. 7-0. 75) d₁ = мм,

принимаем болты с резьбой М ;

соединяющий крышку с корпусом

d=(0. 5-0. 6) d₁ = мм;

принимаем болты с резьбой М

4 этап. ПЕРВАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА.

Компоновочный чертеж выполняем в двух проекциях - разрез по оси колеса и разрез по оси чертежа, желательный масштаб, чертить тонкими линиями!

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим осевую линию, вторую осевую, параллельную первой, проводим на расстоянии a_w= мм. Затем проводим две вертикальные осевые линии, одну для главного вида, вторую для вида сбоку.

Вычерчиваем на двух проекциях червяк и червячное колесо.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса, принимая зазор между стенкой и червячным колесом и между стенкой и ступеней червяного колеса ~ мм.

Вычерчиваем подшипники червяка на расстоянии 1₁= d_аМ2= мм. Один от другого, располагая их симметрично относительно среднего сечения червяка.

Так же симметрично располагаем подшипники вала червячного колеса. Расстояние между ними замеряем по чертежу 1₂ = мм

В связи с тем, что в червячном зацеплении возникают значительные осевые усилия, примем радиально-упорные подшипники: шариковые средней серии для червяка и роликовые конические легкой серии для вала червячного колеса (см. табл. П1 и П2)

Условное обозначие подшипника	d	D	B	T	C	e
	мм				H

5этап. Выбор и проверка долговечности

12 3 Следующая ⇒