8.3.Тепловой расчет червячного редуктора
Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты проверяют на нагрев.
Мощность
на червяке
,
Вт.
Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения
.
Температура нагрева масла (корпуса) при охлаждении вентилятором:
,
где
0,3
– коэффициент, учитывающий отвод теплоты
от корпуса редуктора в металлическую
плиту или раму;
95...110
ºС –максимально допустимая температура
нагрева масла (зависит от марки масла).
Поверхность А м2 охлаждения корпуса равна сумме поверхностей всех его стенок за исключение поверхности дна, которой корпус прилегает к раме. Размеры стенок корпуса можно взять по эскизному проекту.
|
a, мм |
80 |
100 |
125 |
140 |
160 |
180 |
200 |
225 |
250 |
280 |
|
A, м2 |
0,16 |
0,24 |
0,35 |
0,42 |
0,53 |
0,65 |
0,78 |
0,95 |
1,14 |
1,34 |
Приближенно площадь А м2 поверхности охлаждения корпуса можно принимать в зависимости от межосевого расстояния:
Для
чугунных корпусов при естественном
охлаждении коэффициент теплоотдачи
Вт/м2·ºС
(большие значения при хороших условиях
охлаждения).
Коэффициент KTB при обдуве вентилятором:
|
nB |
750 |
1000 |
1500 |
3000 |
|
KTB |
24 |
29 |
35 |
50 |
Здесь nB – частота вращения вентилятора, мин–1. Вентилятор обычно устанавливают не валу червяка: nB =n
9 Расчет валов
Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях.
Вал предназначен для передачи вращающего момента вдоль своей оси, а также для поддержания расположенных на нем деталей и восприятия действующих на них сил.
Ось только поддерживает установленные на ней детали и воспринимает действующие на эти детали силы, в отличие от вала ось не передает полезного вращающего момента и не испытывает кручения.
Для большинства валов применяют термически обрабатываемые стали марок 45 и 40Х, для высоконагруженных 40ХН, 30ХГСА.
Валы из этих марок подвергают улучшению, закалке с высоким отпуском или поверхностной закалке с нагревом ТВЧ и низким отпуском.
Валы редуктора испытывают два вида деформации – деформацию кручения и деформацию изгиба. На данном этапе работы над курсовым проектом оценить деформацию изгиба не представляется возможным, поэтому валы рассчитывают только на деформацию кручения, но по пониженным допускаемым напряжениям[4, 8].
При расчете валов учитывают изгибающие и крутящие моменты, влияние сжимающих и растягивающих сил мало, обычно не учитывают.
Расчет валов производятся по следующим этапам:
1) Ориентировочный расчет валов по крутящим моментам
2)Предварительный проектный расчет и конструирование вала.
В результате выполнения этого этапа устанавливается диаметр опасного сечения или диаметры нескольких характерных сечений вала, и разрабатывают его конструкцию. При конструировании учитывается возможность свободного продвижении деталей вдоль вала до места их посадки и возможность осевой фиксации этих деталей на валу.
3) Уточненный проверочный расчет.
Этот этап проводится после окончательной разработки конструкции и служит для определения коэффициента запаса прочности для опасного сечения вала илидля нескольких опасных сечений.
Для определения реакций опор и для построения эпюр моментов следует знать расстояния между опорами по эскизной компановке.