Проектирование одноступенчатого

ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА

 

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

Спроектировать одноступенчатый червячный редукюр с нижним расположением червяка дляпривода к винтовому конвейеру (рис. 12.21).

 

 

Мощность, необходимая для работы конвейера, Р _к = 4 кВт; частота вра-

щения вала конвейера п _к = 74 об/мин (угловая ско­рость

 

Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа в две смены; валы установлены на подшипниках качения.

 

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ

 

I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

 

Примем предварительно КПД червячного редуктора с уче­том пояснений к формуле (4.14) h» 0,8. Требуемая мощность электродвигателя

 

 

По табл. П1 приложения по требуемой мощности Р _тр = 5 кВт выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А закрытый обдуваемый с синхронной час­тотой вращения 1500 об/мин 4А112М4УЗ, с параметрами Р _дв = 5,5 кВт и скольжением 3,7%. Номинальная частота вра­щения п _дв = 1500 – 0,037 × 1500 = 1444 об/мин, угловая скорость

 

 

По табл. П2 диаметр выходного конца вала ротора d _дв= 32 мм.

Передаточное число (равное передаточному отношению)

 

II. Расчет редуктора

 

Число витков червяка z ₁ принимаем в зависимости от передаточного числа: при и = 19,6 принимаем z ₁ = 2.

Число зубьев червячного колеса

 

 

Принимаем стандартное значение z ₂ = 40 (см. табл. 4. 1).

При этом

Отличие от заданного

 

По ГОСТ 2144-76 допустимо отклонение <4%.

Выбираем материал червяка и венца червячного колеса. Принимаем для червяка сталь 45 с закалкой до твердости не менее HRC 45 и последующим шлифованием.

Так как к редуктору не предъявляются специальные тре­бования, то в целях экономии принимаем для венца червячного колеса бронзу БрА9Ж3Л (отливка в песчаную форму).

Предварительно примем скорость скольжения в зацеплении v_s»5м/с. Тогда при длительной работе допускаемое контакт­ное напряжение [s _Н ] = 155 МПа (табл. 4.9). Допускаемое напря­жение изгиба для нереверсивной работы [s_{0 f} ] = k_fl [s_{0 f} ]'. В этой формуле k_fl = 0,543 при длительной работе, когда число циклов нагружения зуба N _S > 25 • 10⁷; [s_{0 f} ]' = 98 МПа — по табл. 4.8;

 

 

Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q= 10.

Вращающий момент на валу червячного колеса

 

Принимаем предварительно коэффициент нагрузки К = 1,2.

Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости [формула (4.19)]:

Модуль

 

Принимаем по ГОСТ 2144-76 (табл. 4.2) стандартные зна­чения т = 8 мм и q = 10.

Межосевое расстояние при стандартных значениях т и q

 

 

Основные размеры червяка:

делительный диаметр червяка

диаметр вершин витков червяка

диаметр впадин витков червяка

длина нарезанной части шлифованного червяка [см. фор­мулу (4.7)]

 

принимаем b ₁ = 132 мм;

делительный угол подъема витка g (по табл. 4.3); при z ₁ = 2 и q = 10 g = 11^o19’.

Основные размеры венца червячного колеса:

делительный диаметр червячного колеса

 

 

диаметр вершин зубьев червячного колеса

 

 

диаметр впадин зубьев червячного колеса

 

наибольший диаметр червячного колеса

 

 

ширина венца червячного колеса [см. формулу (4.12)]

 

 

Окружная скорость червяка

 

 

Скорость скольжения

 

при этой скорости [s _н ]»149 МПа (см. табл. 4.9).

Отклонение к тому же межосевое расстояние по

 

расчету было получено а_w = 180 мм, а после выравнивания m и q по стандарту было увеличено до а_w = 200 мм, т. е. на 10 %, и пересчет a_w по формуле (4.19) делать не надо, необходимо лишь проверить s _H. Для этого уточняем КПД редуктора [см. формулу (4.14)]:

при скорости v_s = 6,15 м/с приведенный коэффициент тре­ния для безоловянной бронзы и шлифованного червяка (см. табл. 4.4) f ' = 0,020 • 1,5 = 0,03 и приведенный угол трения r'= 1^o43'.

КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрыз­гивание и перемешивание масла

 

 

По табл. 4.7 выбираем 7-ю степень точности передачи. В этом случае коэффициент динамичности K_v = 1,1.

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки [формула (4.26)]

 

 

где коэффициент деформации червяка при q = 10 и z ₁ = 2 по табл. 4.6 q = 86. Примем вспомогательный коэффициент х = 0,6 (незначительные колебания нагрузки, с. 65):

Коэффициент нагрузки

Проверяем контактное напряжение [формула (4.23)]:

 

 

Результат расчета следует признать удовлетворительным, так как расчетное напряжение ниже допускаемого на 13,4% (разрешается до 15%).