Червячный редуктор привода ленточного конвейера

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Работоспособность обеспечивается компенсацией отказов: заедание,

поверхностное выкрашивание, износ.

Материалы червячного колеса и червяка Для червяка применяют те же марки стали что и для зубчатых колес,

следовательно, материал червяка принимаем сталь 40ХH.

Таблица 3.4 Характеристики материала червяка

Материал	Термообработка	Твёрдость		т	Вид червяка
Ст 40 X	Улучшение	(269…302) HВ	750		Эвольвентный ZI

Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, то предварительно определяем ориентировочную скорость скольжения в зацеплении по формуле [1,стр.33]

V		0.45 10	3	n		u		3	T
					4		34
	ск									4
V		0.45 10	3	15.5 50					3	703.7	3.1	м
	ск											с

V

Скорость скольжения принимаем из второй группы:

		2...5	м
	ск		с	, значит материал червячного колеса

безоловянные бронзы и латуни.

Таблица 3.5 Характеристики материала червячного колеса

Материал	Способ отлива
Латунь ЛАЖМц 66-6-3-2	П (в песок)

	в		т
H мм			2
400
		260

Допускаемое напряжение материала колеса Определение допускаемых контактных напряжений:

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Так как колесо изготовлено из материала, стойкого к заеданию,

допускаемые контактные напряжения определяем из условия сопротивления материала усталостному выкрашиванию [1,стр.34]:

H

HO

25Vск

,

где

HO

- допускаемое контактное напряжение, для червяков при

твёрдости

350

НВ

HO

=250 МПа.

	250 25 3.1 172.5
H

Межосевое расстояние Межосевое расстояние передачи рассчитываем по формуле [1,стр.35]:

а	/	K		3	K		T
						HB		4
	34		a
							2		,
							H

где К а =610 для эвольвентных червяков,

K	HB	- коэффициент концентрации нагрузки, принимаем

K	HB

= 1,

	a	/	610	3	1 703.7		175.09
		34			172.5	2

Полученное значение межосевого расстояния округляем в большую сторону до величины, взятой из ГОСТа, либо до величины, взятой из таблицы

[1,т.24.1], принимаем a34 180 .

Основные размеры червячной передачи Число витков червяка принимаем в зависимости от передаточного числа

u34 50 , Z3=1

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Число зубьев колеса

Z	4

Z	3	u	34

1 50

50

,принимаем

Z	4	51

Модуль передачи

m	/	(1.4...1.7)	a	34		(1.4...1.7)	180	4.9...6
			Z				51
					4

Округляем до ближайшего стандартного по ГОСТу [1,с.36], принимаем

m=5

Коэффициент диаметра червяка

q	/	2 a				Z			2 180		51 21
				34
			m				4		5

Округляем до ближайшего стандартного по ГОСТу [1,с.36], принимаем q=20. Коэффициент смещения X рассчитывается по формуле:

X	a	34	0.5	z			q
	m					4	,
необходимо соблюдать условие								0 X 1
условия стоит увеличить число зубьев
X	180		0.5		51 20 0.5
	5
							.

Геометрические размеры червяка и колеса

- Делительный диаметр червяка:

, при невыполнении этого

СПБГУАП группа

d d

4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

	q m
3	,
3	5 20	100мм

- Диаметр вершин витков:

d d

a3

a3



d		2 m
	3	,
100 10 110мм

- Диаметр впадин:

d d

f 3

f 3

d3 2.4 m

100 2.4 5

,

88мм

- Длина нарезаемой части червяка:

b3 b3

10 5.5 X Z3

10 5.5 0.5 1

m 70 60 Х	m
	z
		4
5 70 60 0.5

,

		5	83.95	84мм
		51

- Диаметр делительный колеса:

d d

4

4



Z		m
	4	,
5 51 255мм

- Диаметр окружности вершин зубьев:

d

d

a4

a4

d4 2 m 1

255 2 5 1

X	,

0.5 270мм

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

- Диаметр окружности впадин:

d d

f 4

f 4



d	4	2 m 1.2
255 2 5 1.2

X	,
0.5 248мм

- Диаметр колеса наибольший:

d		d			6 m
	4am		4a		Z		k
						3	,

d	4am	265
где k=2,

- Ширина венца:

b4

	6 5
	1 2

ba

275мм						d		280мм
		,по таблице 24.1 принимаем					4am
a	34	, где		a	- коэффициент ширины червячного

колеса, для	Z		1,2		a	=0.355,	b	0.355 180 64мм
		1					4
После расчета длину b3							и ширину b4 округляют в ближайшую сторону
до числа в [1.т.19.1]

Проверочные расчеты Проверочный расчет передачи на контактную прочность

	H 4	Z q 2 x
		z4
	где Z	5350 ,

	z4	q 2 X	3
			K T4
	a34 q 2 X		,

К-коэффициент нагрузки, К=1

			5350 20 2 0.5	51 20 2 0.5		3
	H 4		51			1 703.7	165.3
					180 20 2 0.5

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Расчетное напряжение должно подтверждать условие		Н

невыполнении этого условия изменяют межосевое расстояние и основные параметры передачи.

		. При
	Н

уточняют

165.3 Н мм	2	172.5	Н мм	2

Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба Расчетное напряжение изгиба

			K Y	F		Cos
			F 4	t 4
	F 4		1.3	m	2	q

F

,

где K=1,

YF 4

-коэффициент формы зуба колеса, (смотри на стр.39,

1

)

z	v4

tq

		z		4
	cos		3
	z	3
	q

	w	,
	1		0.05		2.86 Cos	0.9988
	20

	z			51		51.18
		v 4		0.9988	3

YF 4

=1.44

					2T4 1000				1000 2 703.7			5519.2
		t 4				d4				255
	F
						1 1.44 5519.2 0.9988					12.2
		F 4				1.3		5	2	20

Определение допускаемых изгибных напряжений:

F 4 KFL FO ,

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

K FL

106

9

K

N K

где

FL - коэффициент долговечности по изгибу,

N

K

- число циклов перемены напряжений,

N

K

60 n

23

L K

г

365 K

c

24

N

K

60 775 10 0.7 365 0.3 24 855414000

K FL

9

10

6

0.47

855414000

FO - допускаемое напряжение при числе циклов 106,

0.25

т

0.08

в

FO

0.25 260 0.08 400 97

FO

0.47 97 45.59

F 4

Выполняется условие

12.2 H мм	2	45.59 H мм	2

Тепловой расчет Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением

теплоты проверяют на нагрев.

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения

t раб 1 P23 / KТ А 1 20 t раб ,

где 0.3 - коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму,

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

t раб 95...110 C - максимальная допустимая температура масла,

А=0.65м2 - поверхность охлаждения корпуса, принимается в зависимости от межосевого расстояния [1.стр.40],

К	Т

12...18Вт / м	2

С

-коэффициент теплоотдачи

		tq
		tq
		-КПД червячной

трения(принимают в зависимости от

передачи, где

V	ск	,	1	стр.38)

-приведённый угол

V

ск

	V	23
=	Cos

, где V

		n	23	m q 2 X		3.14 775 5 20	1	4.26
23				60000		60000

V



ск

		4.26	4.3м / с
	=	0.9988
	1 39 1.65
		0.05		0.63
	tq 2.86 1.65

t раб 1 0.63 1430 / 12 0.65 1 0.3 20 C 72 C

Условие выполняется

72		C 95		C

4. Проектный расчет валов

Целью данного раздела является определение диаметров отдельных участков валов червячного редуктора.

Быстроходный вал редуктора Определяем диаметр выходного конца вала по формуле:

dб 7...8 3 T23 ,

d 8 3 17.63 20.8мм

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

где T23- крутящий момент на быстроходном валу;

Согласовываем с нормальными линейными размерами, по ГОСТу

120866 [1,т.24.28], принимаем d=40 мм.

Участок вала, на котором располагается подшипник, должен быть согласован c размером подшипника.

Определяем диаметр вала под подшипником:

d	П

d	П

где

d

40

tцил



-

2t	цил	,
2 3.5 47мм

высота заплечика при цилиндрической форме конца вала,

t	цил	3.5	[1.стр.46]

Согласовываем с нормальными линейными размерами, принимаем dП=50 мм.

d d

бп

бп



d	п
50



3r 3

,

3

59

мм

где r-координата фаски подшипника, r=3 [1.стр.46]

Согласовываем с нормальными линейными размерами, принимаем dбп=60 мм.

В соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации машин тип подшипника выбирают по следующим рекомендациям:

Опоры червяка в силовых червячных передачах нагружены в значительными осевыми силами. Поэтому при длительной работе червячной передачи, с целью снижения тепловыделений, в качестве опор вала червяка применяют роликовые конические однорядные подшипники. Первоначально принимают подшипники средней серии.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис.4.4 Подшипник роликовый конический однорядный (из ГОСТ

27365-87)

Таблица 4.6 Основные параметры подшипника

Обозначение	Размеры, мм							Грузоподъёмность, кН
	d	D	Tнаиб	В	c	r	r1	Cr	C0r
7310А	50	110	29.5	27	23	2.5	2	117	90

Тихоходный вал редуктора Определяем диаметр конца вала по формуле:

d	Т	5...6 3	T	,
			4

d / 5 3 703.7 44.5мм , принимаем d=50 мм

где T4 – крутящий момент на тихоходном валу;

Определяем диаметр вала под подшипником: d П d 2 tцил ,

где tцил=4 [1.стр.133]

dП 50 2 4 58мм
			, принимаем dП=60 мм
d	к d	п	4 64мм

Диаметр буртика у подшипника: