Расчет параметров червячной передачи.

Цель работы: знать геометрические соотношения в передаче, уметь ими пользоваться

Теоретическое обоснование.

Червяк

Основным расчетным параметром червяка является осевой модуль

, где - осевой шаг червяка

Делительный диаметр червяка ,

где - коэффициент диаметра червяка.

Обычно .

Значения и стандартизированы.

Модуль m и коэффициент диаметра червяка q

m, мм	1 ряд	2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0;
2ряд	3,0; 3,5; 6,0; 7,54 12,0;
q	1 ряд	8,0; 10,0; 12,5; 16,0;20,0; 25,0;
2ряд	7,1; 9,0; 11,2; 14,0; 18,0; 22,4

- осевой шаг;

- угол профиля червяка;

- число заходов червяка, по ГОСТ

- высота головки зуба;

- высота ножки зуба;

Передаточное число червячной передачи:

Тогда

Рекомендуется: при

при

при

Делительный диаметр червяка .

Диаметр вершин червяка .

Диаметр впадин червяка .

Червячное колесо

Осевой модуль червяка равен торцевому модулю червячного колеса.

Число зубьев колеса

Диаметр делительной окружности колеса

Диаметр вершин зубьев в среднем сечении

Диаметр впадины червячных колес в среднем сечении .

Наибольший диаметр червячного колеса

; ;

Зубья колес имеют вогнутую форму и охватывают червяк по дуге с углом . Ширина венца

Червячная передача

Передаточное число выбирают из ряда: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80.

Межосевое (межцентровое) расстояние передачи .

Обычно

 

Межосевое расстояние, мм

1 ряд							-		-
2 ряд	-	-	-	-	-	-		-		-
1 ряд	-		-		-		-		-
2 ряд		-		-		-		-		-	и т.д. до 2500

В основу расчета по контактным напряжениям положена формула Герца. После подстановки параметров червячного колеса, коэффициентов, учитывающий характер нагрузки, и соответствующих преобразований получена формула для проверочного расчета передачи:

,

где - коэффициент нагрузки, для червячных передач

Для проектировочного расчета межосевое расстояние определяется

.

При расчете задаются ориентировочными значениями КПД редуктора, скорости скольжения в передаче, определяют вращающие моменты. по принятой величине скорости скольжения выбирают материал венца колеса и определяют допускаемое напряжение. по заданному передаточному числу определяют число заходов червяка и число зубьев колеса: .По рассчитанному межосевому расстоянию определяют геометрические параметры передачи и уточняют их по стандартам.

 

Рекомендации по расчету

1. Число витков червяка и число зубьев колеса подбирается исходя из формулы

например

После подбора величин числа зубьев уточнить передаточное число, отклонение от стандартного значения менее 4%.

2. Коэффициент диаметра червяка подбираем по рекомендации:

Принимаем ближайшее стандартное значение из ряда 8…20.

3. Определить модуль

Принимаем стандартное значение по таблице "Модуль m и коэффициент диаметра червяка q".

4. Определяем геометрические параметры червяка, колеса и межосевое расстояние передачи.

 

 

Пример выполнения

Задача

Определить основные геометрические размеры, если межосевое расстояние , модуль зацепления , если , ,

Решение

Основные геометрические размеры червяка

 

Диаметр делительного диаметра червяка

по таблице "Модуль m и коэффициент диаметра червяка q"

Диаметр вершин витков

мм

Диаметр впадин витков

мм

Длина нарезной части червяка

мм

Полученное значение длины нарезанной части червяка для шлифуемых и фрезеруемых червяков увеличивают на во избежание искажения рабочих поверхностей витков при входе и выходе фрезы.

Поэтому принимаем

мм

Делительный угол подъема линии витка

Основные размеры червячного колеса

Делительный диаметр колеса

мм

Диаметр вершин зубьев

мм

Диаметр впадин зубьев

мм

Ширина венца колеса

мм

Фактическая скорость скольжения

м/с

Контрольные вопросы.

1. Записать формулу передаточного отношения червячной передачи и диаметра делительной окружности червяка.

2. Пояснить особенности рабочего процесса червячной передачи.

3. Из каких соображений выбирают число витков червяка?

4. Из каких соображений ограничивают число зубьев червячного колеса? Каково минимальное число зубьев колеса?

5. Что вызывает нагрев червячной передачи?

 

 

Практическая работа №15

«Расчет параметров ременной передачи»

Цель работы: определять основные параметров передачи; уметь рассчитывать передачи по тяговой способности.

Теоретическое обоснование.

Ременные передачи относятся к передачам трением с гибкой связью, состоят из ведущего и ведомого шкивов и надетого на них ремня с предварительным натяжением. В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи бывают: плоским, клиновым, круглым, поликлиновым и зубчатым ремнем.

Основными критериями работоспособности ременных передач являются: тяговая способность и долговечность. По тяговой способности проводят проектный расчет передачи. В процессе расчета выбирают тип ремня и определяют геометрические параметры передачи. Расчет по долговечности выполняют как проверочный.

Для расчета необходимы значения передаваемой мощности, частоты вращения ведущего шкива, передаточного отношения передачи.

1. Расчет начинается с выбора типа плоского ремня. В приводных сельскохозяйственных машин используются резинотканевые ремни с прокладками из технических тканей, связанными вулканизированной резиной, что повышает гибкость стержня, а прокладки из ткани обеспечивают достаточную прочность и долговечность.

2. Определяют диаметры шкивов. По формуле М. А. Саверина диаметр ведущего шкива

,

где - крутящий момент на ведущем шкиве, Нм.

Значение уточняют по ряду диаметров: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 630, 710, 800, 900, 1000.

Диаметр ведомого шкива

где - коэффициент скольжения ремня.

Значения также выбирают из ряда диаметров.

Определяют фактическое значение передаточного отношения

Отклонение фактического передаточного отношения от заданного должно быть минимальным

3. Определяют скорость ремня

где - частота вращения ведущего шкива, мин^-1.

4. Определяют минимальное межосевое расстояние передачи

Значения для удобства дальнейших расчетов округляют до большего целого числа.

5. Определяют требуемую длину ремня

или

Полученное значение округляют до большего из ряда длин: 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 900, 1000, 1050, 1150, 1200, 1250, 1300, 1400, 1450, 1500, 1600, 1700, 1800, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000.

6. Уточняют значение межосевого расстояния

или

7. Угол обхвата ремнем меньшего шкива

8. Определяют окружное усилие

,

где - передаваемая мощность, кВт.

9. Определяют размеры сечения ремня. Ширина ремня

,

– число прокладок,

– толщина ремня,

- толщина одной прокладки (табл.1)

 

Таблица 1

Технические характеристики прокладок	Прокладки из ткани
Б-820	БКНЛ
Допускаемая удельная нагрузка на прокладку , Н/мм
Расчетная толщина прокладки , мм	1,5	1,2
Число прокладок при ширине , мм 20…71 80…112 125…560	2…5 3…6 3…6	3…5 3…6 3…6

 

- допускаемая удельная нагрузка с учетом условий работы,

,

где – допускаемая удельная нагрузка, для типовой ременной передачи, Н/мм; (табл.1).

- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона передачи к горизонту – ; при ; при ; при .

- коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата (табл. 2)

, град
	0,79	0,82	0,85	0,88	0,91	0,94	0,97	1,0

- коэффициент, учитывающий влияние скорости,

- коэффициент, учитывающий влияние характера нагрузки и режима работы;

при спокойной нагрузке и односменной работе ;

при умеренных колебаниях ;

при значительных колебаниях ;

при двухсменной работе уменьшить значение на 0,1; при трехсменной - на 0,2.

Окончательно значение выбирают из ряда значений: 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60, (65), 70, 75, 80, 100, (115), (120), 125, 150, (175), 200, 225, 250 и т.д. до 1200мм.

10. Сила предварительного натяжения ремня

где - напряжение от предварительного натяжения ремня (табл.3);

 

Таблица 3

Тип ремня	Напряжение от предварительного натяжения , МПа
Синтетический ремень
Резинотканевый ремень	1,8
Клиновый стандартный ремень	1,2…1,5

 

11.Нагрузка на валы и опоры

 

Задание

Рассчитать открытую плоскоременную передачу, установленную в системе привода от двигателя к ленточному транспортеру, по следующим исходным данным: мощность на ведущей звездочки (кВт) при частоте вращения ведущего вала мин^-1), передаточное отношение . Передача горизонтальная, нагрузка спокойная, работа односменная.

№ задания	Мощность	Частота вращения , мин-1	Передаточное отношение цепной передачи u
			3,1
	5,2
			3,4
	7,5		2,1
			2,5
	14,5		3,8
			2,8
	5,5		4,5
	8,0		2,1
			3,3

Пример расчета.

Задача

Выполнить расчет плоскоременной передачи привода ленточного транспортера. Исходные данные для расчета: мин^-1, передаточное отношение . Передача горизонтальная, нагрузка спокойная, работа односменная.

Решение.

1. Расчет начинаем с выбора типа и материала плоского ремня. Предварительно выбираем прорезиненный ремень с прокладками из ткани Б – 820 (табл.1).

Крутящий момент на ведущем валу

Нм.

2. Определяем диаметр ведущего шкива:

 

Значение уточняем по ряду диаметров; принимаем мм.

Диаметр ведомого шкива:

мм;

ближайшие из ряда значения 280 и 315 мм.

Определяем фактическое значение передаточного отношения:

При

При

Очевидно, что в первом варианте значение 𝒰_ф ближе к заданному.

Принимаем

3. Определяем скорость ремня:

.

4. Определяем минимальное межосевое расстояние передачи:

мм.

Принимаем

5. Требуемую длину ремня определяем по:

Принимаем L из нормального ряда длин,

6. Уточняем межосевое расстояние:

7. Угол обхвата ремнем меньшего шкива:

.

8. Определяем окружное усилие:

9. Определяем размеры поперечного сечения ремня.

ширина ремня

.

Допускаемую удельную нагрузку на одну прокладку определяем по таблице 1;

Н/мм.

Допускаемая удельная нагрузка с учетом условий работы:

.

Для горизонтальной передачи

При спокойной нагрузке и односменной работе

Допускаемая нагрузка Н/мм.

Толщина одной прокладки (табл.1);

толщина ремня

число прокладок

Ширина ремня

Из нормального ряда значений ширины принимаем мм.

10. Определяем силу предварительного натяжения ремня:

11. Определяем нагрузку на валы: