Проверочный расчет передачи на прочность
Определяем скорость передачи в зацеплении
Где - окружная скорость на начальном диаметре червяка
- начальный угол подъема витка
При этой скорости =149МПа, отклонение от предварительно взятого 4%, но с учетом того, что aw было увеличено с 180 до 200мм (на 10%), то перерасчет делать не надо. Необходимо лишь проверить Для этого уточняем КПД редуктора. Для данной скорости приведенный угол трения p’=1о 43’
КПД с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивание масла:
Ƞ=0,955*tgγ/tg(γ+ p’)=0,756
Выберем 7-ю степень точности для нее Kv=1,1; Kβ=1+(z2/θ)2 *(1-x)=1,03
где θ=108, х=0,6.
К= Kv* Kβ=1,13/
Проверяем контактное напряжение:
Результат расчета считать удовлетворительным, так как расчетное напряжение ниже допускаемого на 12%, при разрешенных 15%.
Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб:
Эквивалентное число зубьев zv=z2/cos3γ=40,5.
Коэффициент формы зуба YF=2,26
σF=1,2*T2*K*YF/(z2*b2*m2)=8,9МПа что значительно меньше
[σ0F]=KFL*[σ0F]’= 0,67*98=65,5МПа
3. Расчёт и конструирование валов
- крутящий момент на валах
- допускаемые значения напряжений
ВАЛ 1 (быстроходный)
Рисунок 3.1 Эскиз вала 1 - Червяк.
Принимаем:
диаметр вала под манжетное уплотнение
диаметр вала под подшипник dпод=45
Параметры нарезанной части червяка определены выше. Диаметр участков между нарезанной частью и подшипником примем за 60 мм, для свободного выхода режущего инструмента при нарезании витков. Расстояние между опорами червяка примем за 352 мм, равное диаметру червячного колеса.
Расстояние от середины выходного конца до ближайшей опоры примем за
65 мм.
ВАЛ 2 (промежуточный)
Рисунок 3.2 Эскиз вала 2
Принимаем: диаметр вала под подшипник
диаметр вала под колесо
диаметр участка между колесом и шестерней примем за 70 мм.
ВАЛ 3 (тихоходный)
Рисунок 3.3 Эскиз вала 3
Принимаем:
диаметр вала под манжетное уплотнение
диаметр вала под подшипник
диаметр вала под колесом
диаметр ограничивающий движение колеса d=90 мм.
После проведенных расчетов производим первый этап компоновки редуктора, с целью определения размеров редуктора и для дальнейших расчетов. Компоновка прилагается.
Расчет и конструирование подшипниковых узлов.
Построение эпюр.
Расчет быстроходного вала
Нагрузки вала-червяка: Ft1=2*T1/d1=2*17760/80=444 H
Fa1=2*T2/d2=2* 536930/320=3356 H
Fr1=Ft2*tgα=3356*tg200=1090 H
1.Изображаем вал как балку на двух опорах со всеми действующими силами.
2.Назначаем l1=350 мм
3.Определяем радиальные реакции опор.
1) Вертикальная плоскость:
-Ry1*l1+ Fr1*l1/2 - Fa1*d1/2=0
Ry1= (Fr1*l1/2 - Fa1*d1/2)/l1=(1090*175-3356*40)/350=161 H
Ry2*l1- Fr1*l1/2 - Fa1*d1/2=0
Ry2= (Fr1*l1/2 + Fa1*d1/2)/l1=(1090*175+3356*40)/350= 929 Н
Проверка: 161+929-1090=0
2) Горизонтальная плоскость
Rx1=Rx2=Ft1/2=444/2=222 H
Проверка: 222+222-444=0
Строим эпюры изгибающих моментов, а также эпюру крутящего момента.
4.Рисунок 5.1 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов быстроходного вала
1) Вертикальная плоскость
Участок 1А: z1=0 z1А=175мм My(0)=0; My(175)=Ry1*175=28175 Н*мм
Участок 2А: z2=0 z1А=175мм Му(0)=0; Мy(175)= Ry2*175=162575 Н*мм.
В сечении А по эпюре наблюдается скачок момента на величину равную Fa1*d1/2=134400 Н*мм.
2) Горизонтальная плоскость
Участок 1А: z1=0 z1A=175мм. Mх(0)=0; Mх(175)=Rх1*175=38850 Н*мм.
Участок 2А: z2=0 z2A=175мм. Мх(0)=0; Мх(175)= Rх2*175=38850 Н*мм.