Курсовая работа Расчет червячной передачи

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение ВЫСШЕГО образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Обнинский институт атомной энергетики – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (ИАТЭ НИЯУ МИФИ)

Отделение Ядерной физики и технологий

Курсовая работа

Расчет червячной передачи

Вариант 10

Выполнил: студент гр. ЯЭТ-БXX		Фамилия И.О.
Проверил: доцент кафедры Механики и прочности конструкций АЭС		Игнатенко В.И.

Обнинск, 20XX г

Исходные данные

Передаваемая частота N₁ = 20 кВт;

число оборотов червяка n₁ = 960 об/мин

число оборотов червячного колеса n₂ = 32 об/мин

материал червяка – Сталь 40Х

материал венца червячного колеса – БрОНФ

способ отливки – центробежное литье

характер передачи – нереверсивная

Определение допускаемых напряжений

Выбираем допускаемые напряжения при базовом числе циклов:

σ'_HP = 260 МПа;

σ'_FP = 88 МПа.

Срок службы неограничен, следовательно, коэффициенты долговечности принимаем K_HL = 1; K_FL = 1

допускаемые напряжения:

[σ_H] = 260 МПа;

[σ_F] = 88 МПа.

Проектировочный расчет червячной передачи

Определяем передаточной число:

Определяем числа зубьев червяка и колеса:

Ориентировочное число зубьев червячного колеса принимаем близким к минимальному значению:

z_2min = 28, тогда z₁ =

Уточняем число зубьев червячного колеса:

z₂ = u·z₁ = 30.

Определяем ориентировочное межосевое расстояние:

a_w = (q + z₂) ^.

Определяем ориентировочный крутящий момент по валу червячного колеса:

принимаем η = 0,7;

принимаем q = 10;

a_w = (10 + 30) ·

Определяем ориентировочный модуль передачи:

принимаем ближайшее большее стандартное значение модуля, предпочтительнее из первого ряда

m = 12,5 мм.

В зависимости от модуля и количества заходов червяка принимаем

q = 10.

Уточняем межосевое расстояние:

+ z₂) = 0,5·12,5·(10 + 30) = 250 мм.

Расчет геометрических параметров червяка и колеса

Червяк:

делительный диаметр

d₁ = m · q = 12,5·10 = 125 мм;

диаметр вершин витков

d_a1 = m·(q+2) = 12,5·(10+2) = 150 мм;

диаметр впадин

d_f1 = m·(q-2,4) = 12,5·(10-2,4) = 95 мм;

длина нарезанной части

b₁ = m· (11 + 0,06·z₂) + 36 = 12,5·(11+0,06·30) + 36 = 196 мм;

угол подъема витков червяка

Червячное колесо:

делительный диаметр

d₂ = m · z₂ = 12,5·30 = 375 мм;

диаметр вершин зубьев

d_a2 = m·(z₂+2) = 12,5·(30+2) = 400 мм;

диаметр впадин

d_f2 = m·(z₂-2,4) = 12,5·(30-2,4) = 345 мм;

ширина венца

b₂ = 0,75·d_a1 = 0,75·150 = 112,5 мм;

наибольший диаметр

d_aM2 = d_a2 +

Расчет окружных сил

Червяк:

.

Определяем вращающий момент червяка:

;

= 3184 Н.

Червячное колесо:

.

Определяем крутящий момент по валу червячного колеса:

.

Оперделяем мощность, передаваемую червячному колесу:

N₂ = N₁ · η.

Определяем КПД червячной передачи:

η = 0,95 · .

Для определения угла трения ρ найдем скорость скольжения:

U_s = = .

принимаем ρ = 1,33°.

η = 0,95 · = 0,75;

N₂ = 20 · 0,75 = 15 кВт;

= 4477 Н · м;

= 23877 Н.

Проверочный расчет на контактную выносливость

σ_H = z_m · .

принимаем z_m = 380 МПа;

K_H = K_U · K_B;

принимаем K_U = 1,1 – 7 степень точности, так как Us больше 6 м/c;

принимаем K _B = 1 – постоянная нагрузка

K_H = 1,1 · 1 = 1,1.

Определяем коэффициент уловного угла обхвата и угла подъема витков:

K_δ = .

Определяем условный угол обхвата:

δ = 2arcsin = 103°;

K_δ = = 1,22;

σ_H = 380 · = 258 МПа ≤ [σ_H] = 260 МПа.

Условие контактной прочности выполняется.

Проверочный расчет на изгибную выносливость

σ_F =

Определяем коэффициент формы и прочности зубьев колеса:

Z_U = = = 30,45 мм;

принимаем Y_F = 1,76; K_F = K_H = 1,1;

σ_F = = 24,3 МПа ≤ [σ_F] = 88 МПа.

Условие контактной прочности выполняется.

Проверочный расчет на теплостойкость

Определяем площадь червячной передачи, при которой будет нагрев до допустимой температуры:

t_р = – t_o

S = 2,8 м² – площадь поверхности охлаждения редуктора, включая ребра;

t_o = 20 °C – температура окружающего воздуха;

K_T = 17,5 – коэффициент теплопередачи корпуса;

Ψ = 0,3 – коэффициент теплоотвода в фундамент;

Β = 1 – режим работы непрерывный;

t_р = + 20 = 98 °C ≤ [t_max] = 100 °C.

Условие теплостойкости выполняется.

Определение дополнительных размеров

Диаметр вала:

Рекомендуемые размеры фасок

	20-30	30-40	40-50	50-80	80-120	120-150
F,мм	1	1.2	1.6	2	2.5	3

принимаем f = 3

Диаметр ступицы:

Фаска венца:

мм - Сечение шпонки