Тепловой расчёт червячного редуктора

Цель теплового расчёта - проверка температуры масла t_M в редукторе,

которая не должна превышать допускаемой [ t ]_М = 80-95°С. Температура масла t_M в корпусе червячной передачи при непрерывной работе без искусственного охлаждения определяется по формуле:

где, t_B=20°С - температура воздуха вне корпуса редуктора;

P₁ - мощность на быстроходном валу червячной передачи, Вт;

Ş - коэффициент полезного действия редуктора;

K_t= 9+17 Вт/(м² град) - коэффициент теплопередачи;

А – площадь теплоотдающей поверхности корпуса редуктора, м. Для определения А червячный редуктор вписывают в параллелепипед и определяют площадь его плоскостей без площади днища. Ориентировочно, А можно принять в зависимости от межосевого расстояния (см. табл. 3.11)[1].

Т аблицаЗ.11. Площадь поверхности охлаждения червячного редуктора мм	80	100	125	140	160	180	200	225
А, м^2	0,19	0,24	0,36	0,43	0,56	0,67	0,8	1,0

Расчет сил в зацеплении:

Окружная сила на колесе равна осевой силе на червяке:

F_t4 = F_А3 = 2T₄/d₄ = 2∙295,6/0,23 = 2570,4 Н;

Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе:

F_t3 = F_А4 = 2T₃/d₃ = 2х30,6/0,05 = 1224 Н;

Радиальная сила на червяке равна радиальной силе на колесе:

F_r3 = F_r4 = F_t4·tgá = 2570,4 х 0,3639 = 935,5 Н;

2. Разработка эскизного проекта

4.1 Размеры быстроходного вала

Проектирование вала начинают с определения диаметра выходного конца, как самого тонкого по сечению, из расчёта на чистое кручение без учета влияния изгиба:

d_п= 20 мм.

Ввиду приближенности данного метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными:

[ô]_к =10 Н/мм - для быстроходных валов;

[ô]_к=20 Н/мм - для тихоходных валов.

Полученный результат округляют в большую сторону до стандартного значения из ряда Ra 40.

Диаметр вала под подшипник определяется как:

d_п = d+2t = 20+2х2 = 24 мм.

Примем d_п = 25 мм.

Диаметра вала под манжету, ближайший стандартный d_М = 25 мм., т.к. подшипник можно продеть через посадочный диаметр под манжет(у диаметров разные квалитеты).

Следующая ступенька вала, например, для размещения на нём зубчатого колеса или как упорный буртик подшипника, формируется как:

d_к= d_п+3,2r = 25+3,2х2 = 31,4 мм.

где, r - радиус скругления кромки внутреннего кольца подшипника, установленного на второй ступени.

Полученный результат округлим в большую сторону до стандартного значения из ряда Ra 40. d_к= 32 мм.

Длины участков валов определяются после составления компоновочной схемы.

4.2 Размеры промежуточного вала

Диаметр вала под цилиндрическое зубчатое колесо:

d = 25 мм.

Полученный результат округлим в большую сторону до стандартного значения из ряда Ra 40, d = 25 мм.

Следующая ступенька вала, например, для размещения на нём подшипника, формируется как:

d_п = d+2t = 25+2х2 = 29 мм.

где, r - радиус скругления кромки внутреннего кольца подшипника, установленного на второй ступени.

Полученный результат округлим до ближайшего стандартного значения диаметра внутреннего кольца подшипника d_n= 30 мм.

Следующая ступенька вала - упорный буртик подшипника, формируется как:

d_к= d_п+3,2r = 30+3,2х2 = 36,4 мм.

где, r - радиус скругления кромки внутреннего кольца подшипника, установленного на второй ступени.

Полученный результат округлим в большую сторону до стандартного значения из ряда Ra 40. d_к= 38 мм.