4.1.17 Тепловой расчет редуктора

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты проверяют на нагрев.

Мощность на червяке : Р₁=Т₂₂/,

где Т₂= 172,5Нм; ₂= 3,66 рад/с; = 0,79

Р₁= 172,5 ^.3,66/ 0,79 =800 Вт

Температура нагрева масла без искусственного охлаждения

t_РАБ =(1-)Р₁/(к_ТА)+20⁰[t]раб,

где к_Т - коэффициент теплоотдачи, к_Т= 9…17 Вт./м град [2,с.30];

А- поверхность охлаждения корпуса, м²; поверхность охлаждения корпуса равна сумме поверхности всех его стенок, кроме поверхности дна, которой он крепится к плите или раме. Принимаем: А= 0,24 м²; [к_Т] = 17Вт/(м² _*⁰С)

t_РАБ= ⁰С.

Допускаемая температура [t]_РАБ= 95⁰С – это максимально допустимая температура нагрева масла.

4.2 Ориентировочный расчет валов

На первом этапе расчета известен лишь крутящий момент, численно равный передаваемому на вал вращающему моменту, определенному при кинематическом расчете привода. Величину изгибающего момента определяют после разработки конструкции вала по результатам компоновки редуктора. Поэтому проектный расчет вала выполняют для определения его выходного конца, посадочных поверхностей под ступицу колеса и подшипники.

4.2.1 Ведущий вал.

Диаметр d_а выходного конца вала рассчитывается из условия прочности на кручение по формуле:

где Т – крутящий момент, Н·мм;

Диаметр выходного конца ведущего вала: Т₁= 10,9 Н·м

Так как ведущий вал приводится во вращение валом электродвигателя через муфту, то диаметр выходного конца этого вала должен быть согласован с диаметром вала электродви­гателя, т.е.

,

где [2, с. 322].

Принимаем

Длина выходного конца [2, с. 115].

Диаметр вала под подшипники определяют по формуле:

где f=2 мм [2, с. 37].

Диаметр вала под подшипник выбирают из стандартного ряда внутренних диаметров подшипников качения, принимаем 35 мм., т.к.этот диаметр должен быть кратен пяти.

Диаметр бурта под подшипник:

,

где r- радиус фаски подшипника, r = 1 мм [2, c. 37].

мм . Принимаем 35 мм.

Рис.4 Эскиз ведущего вала -червяка

4.2.2 Ведомый вал

Диаметр выходного конца ведущего вала при Т₂= 172,5Н·мм

Принимаем d_в2= 32мм [2, табл.. 7,1]

Диаметр вала под подшипниками:

d_n2=d_b2+4f₂,

где f₂ =2,5 мм [2,c.37]

d_n2= 32+4^.2,5=42 мм; принимаем d_n2= 45 мм

Диаметр бурта под подшипник :

d_n2=d_n2+3,2r,

где r=1,2 мм [2,c. 37]. d_n2= 45+3,2^.1,2= 48,8 мм .Принимаем d_n2= 50 мм.

Рис.4. Эскиз ведомого вала.

Диаметр вала под колесом:

d_K2=d_n2+ (5…10)=55…60 мм; Принимаем d_K2= 60 мм

Диаметр бурта под колесо :

d_к2=d_n2+3,2r,

где r=2 мм [2,c 37]. d_к2= 60+3,2^.2= 66,4 мм. Принимаем d_к2= 68 мм.

4.3. Конструкция червяка и червячного колеса

Червяк выполнен за одно целое с валом. Червячное колесо составное, оно имеет зубчатый венец, ступицу (центр), обод и диск (рис.6). Зубчатый венец наплавлен на центр и удерживается на нем за счет усадочных напряжений, возникающих после остывания деталей.

Рис. 6 Эскиз червячного колеса

Диаметр ступицы червячного колеса :

d_СТ2= (1,6 1,8)d_K2=(1,61,8)^.60=96…108мм ; принимаем d_СТ2= 100 мм

Длина ступицы червячного колеса:

l_CT2= (1,21,8)d_K2= (1,21,8)60=72….. 108 мм; принимаем l_CT= 100 мм

Толщина обода:=2,5m=10мм

Толщина диска: С=0,25 b₂=0,25^.36=9мм ; принимаем С=10 мм.