Розрахунок черв’ячних передач

Розрахунок чЕрв’ячних передач.

Студенти на практичних заняттях повинні набути практичних навичок з розрахунків черв’ячних передач. Мати уявлення про конструкційні елементи черв’ячної передачі які широко використовуються в харчовій промисловості.

Типові задачі

Задача 1.

Розрахувати черв’ячну передачу одноступеневого редуктора за такими даними: потужність на валу черв’яка Р1 = 6 кВт при його кутовій швидкості ω=150 рад/с; передаточне число передачі u= 32; передача реверсивна; можливі короткочасні перевантаження до 150% від номінального; строк служби передачі не обмежений.

Розв’язання. 1. Параметри навантаження черв’ячної передачі

Якщо взяти орієнтовно ККД передачі η = 0,80, то потужність на веденому валу черв’ячного колеса

Р2 =Р1 η = 6х0,80 = 4,8кВт.

Кутова швидкість веденого вала

ω2= ω1/u=150/32 4,7 рад/с.

Обертові моменти на ведучому і веденому валах передачі

Т1=Р1/ ω1 = 6х103/ 150= 40 Нм;

Т2=Р2/ ω2= 4,8х103/4,7 1021 Нм.

Під час короткочасного перевантаження до 150% максимальний обертовий момент на веденому валу

Т2max= 1,5Т2= 1,5х1021= 1532 Нм.

За формулою орієнтовна швидкість ковзання в зачепленні

Vs= (4 ω1/10 3)3 ³√Т2= ( 4х150/103)3 ³√1021=6 м/с.

2. Матеріали для виготовлення черв’яка та черв’ячного колеса

Для виготовлення черв’яка беремо леговану сталь 40Х, термообробка – гартування із відпусканням, твердість витків Н1=45…55 HRC, робочі поверхні шліфовані.

Для вінця черв’ячного колеса із швидкістю ковзання VS = 6 м/с можна брати олов’яну бронзу БрО10Н1Ф1 ( відливання відцентрове ) з такими характеристиками: границя міцності σв= 285 МПа, границя текучості σт= 165 МПа.

3. Допустимі напруження для розрахунків передачі

А) Допустимі контактні напруження. Якщо вінець черв’ячного колеса виготовляється з олов’яної бронзи при твердості черв’яка Н1>45 HRC, то допустиме контактне напруження

[σ]n= 0,9 σв cv = 0,9[285[0,88 = 225 МПа.

Тут сv=0,88 для швидкості ковзання V1=6 м/с.

Допустиме граничне контактне напруження для зубців колеса

[σ] Hmax = 4 σт= 4х165= 660 МПа.

Б) Допустимі напруження на згин. Допустиме напруження на згин в розрахунках зубців на витривалість при реверсивному навантаженні

116.-5001F = 0,08 116.-5002B + 0,25 116.-5002T = 0,08×285 + 0,25×165 = 164 MПа.

Допустиме граничне напруження згину зубців колеса

116.-5001Fmax = 0,8116.-5002T = 0,8x 165 = 132 МПа.

4. Проектний розрахунок черв’ячної передачі. У проектному розрахунку визначаємо мінімальну міжосьову відстань передачі за формулою(дивись нижче).

Допоміжний коефіцієнт Ка = 31 МПа⅓. Число витків черв’яка беремо z1=2. Тоді число зубців черв’ячного колеса z2 = uz1= 2×32 = 64.

Коефіцієнт діаметра черв’яка беремо q=10.

Коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині колеса, отримуємо прийнявши попередньо θ = 86:

Кβ = 1 + ( z2 / θ )3 = 1 + ( 64 / 86) = 1,41.

Мінімальна міжосьова відстань черв’ячної передачі

amin = Ka (z2 / q ) 116.-5003= 31 (64/10 +1) 116.-5004= 203, 1 мм.

Модуль черв’ячної передачі

m′n= 2 a w min/ ( q + z2) = 2 x203,1 / 10 +64) = 5,49 мм.

За стандартом приймаємо m =6 мм, якому відповідає q = 10.

5. Попередні значення основних параметрів передачі

Ділильні діаметри черв’яка та черв’ячного колеса

d1 = m q = 6х 10 = 60 мм;

d2 = m q = 6Х 64 = 384 мм;

Діаметри вершин витків черв’яка та черв’ячного колеса

dа1 = d1 + 2 m = 60 + 2 х 6 = 72 мм;

dа2 = d2 + 2 m = 384 + 2 х6 = 396 мм.

Міжосьова відстань передачі

aw = 0,5 (d1 + d2 ) = 0,5 ( 60 + 384 ) =222 мм.

Ширина вінця черв’ячного колеса

b2 ≤ 0,75 dа1 = 0,75 x 72 = 54 мм.

Ділильний кут підйому лінії витків черв’яка

tg 116.-5005= z1/ q =2/10 =0,2; 116.-5005=11о301.

Швидкість ковзання у зачепленні

Vs = 0,5 ω1 d1/ cos 116.-5005= 0,5 x150 x60x103/ cos 11o30 = 4,6 м/с.

Уточнене значення допустимого контактного напруження

[σ] H = 0,9 116.-5006Сv = 0,9 х285х 0,95 = 243 МПа

Тут для швидкості Vs = 4,6 м/с прийнято сv = 0,95.

Приймаємо 8 –й ступінь точності передачі.

Еквівалентне число зубців черв’ячного колеса

Zv2 = z2/ cos3 116.-5005= 64 / cos3 11o30 =67,9.

Колова сила, що діє на зубці колеса

Ft2 = 2T2 / d2 = 2x1021x103/384 = 5318 Н.

6. Розрахунок зубців черв’ячного колеса на контактну витривалість

Для розрахунку попередньо визначимо такі коефіцієнти:

Ζм =210 МПа1/2-для поєднання матеріалів сталь-бронза;

ΖН =1,8; Ζс =0,75; Кβ =1,41; КV =1,4.

Розрахункове контактне напруження

Ζм ΖН Ζс116.-5007=210х1,8х0,75116.-5008=202МПа

Умова контактної витривалості активних поверхонь зубців черв’ячного колеса забезпечується, бо σH= 202 МПа < [σ] H= 243 МПа і знаходиться в допустимих межах.

7. Перевірка контактної міцності зубців при дії максимального навантаження за формулою маємо

σ Hmax = σH116.-5009= 202116.-5010=248МПа

Тут також міцність забезпечується, оскільки

Σ Hmax=248МПа< [σ] Hmax=600МПа.

8. розрахунок зубців черв’ячного колеса на витривалість при згині

Розрахункові коефіцієнти такі:

YF=1.37-коефіціент форми зубців по таблицям;

YC=0.75- коефіцієнт перекриття зубців;

Yβ=0.95- коефіцієнт нахилу зубців.

За формулою розрахункове напруження згину зубців

σ F= YF YC Yβ116.-5011=1.37х0,75х0,95116.-5012=32 МПа.

Витривалість зубців при згині забезпечується, бо розрахункове напруження менше від допустимого [σ]F=64 МПа.

9. Перевірка зубців на міцність при згині максимальним навантаженням за формулою

Σ Fmax=σ F(Т2max/ Т2)= 32(1532/1021)=48 МПа.

Тут також міцність забезпечується, оскільки [σ]Fmax=48< [σ] Fmax =132 МПа.

10. Розрахунок розмірних параметрів черв’ячної передачі

Розміри елементів витків черв’яка та зубців колеса:

-висота головки витка черв’яка та зубця колеса: ha = m =6мм;

— висота витка та зубця hƒ =1.2 m =1.2х6 = 7,2мм;

-розрахункова товщина витка s=0.5πm=0.5х3,14х6=9,42мм;

— висота витка та зубця h=2,2m= 2,2х6 = 13,2мм.

Розміри вінців черв’яка та черв’ячного коліс:

-ділильні діаметри d1=60 мм; d2=384 мм;

-діаметри вершин dв1=72 мм; d в2=396 мм;

-діаметри впадин

dƒ1=d1- 2.4 m= 60-2.4х6=45,6мм;

dƒ 2= d2-2,4 m= 384-2,4х6=369,6 мм;

-найбільший діаметр черв’ячного колеса

— dам≤2≤dа2+1,5 m= 396+1,5х6=405 мм;

— довжина нарізної частини черв’яка

b1≥ (11+0.06z2) m=(11+0.06[64)6=89 vv$

Виберем b1=115 мм;

-ширина вінця черв’ячного колеса b2=54 мм;

Міжосьова відстань черв’ячної передачі

Аw=0.5m(q+z2)=0.5[6(10+64)=222 мм.

11. Сили у зачепленні черв’ячної передачі

-колова сила на колесі дорівнює осьовій силі на черв’яку Ft2=Fa1=5318H;

-радіальна сила на колесі дорівнює радіальній силі на черв’яку

Fr2=Fr1= Ft2tg116.-5013= 5318 tg200=1936H;

-осьова сила на колесі дорівнює коловій силі на черв’яку

Fa2= Ft1= Ft2tg116.-5014= 5318 tg 11,310= 1064Н.

12. ККД черв’ячної передачі

Η=(0,95…0,96) tg116.-5014/ tg(116.-5014+φ’)= (0.95…0.96) tg 11,310/) tg (11,3101,50)=0,83…0,84.

13. Перевірка жорсткості черв’яка

Рівнодіюча колової та радіальної сил, що діють на черв’як,

F = 116.-5015=116.-5016=2209H.

Осьовий момент інерції перерізу черв’яка

I0= 116.-5017Dƒ14/64=3.14х45,64/64=212241мм4

Беремо найближчу відстань між опорами черв’яка

L≈ 0.8d2=0.8х384= 307 мм.

Розрахункова стрілка прогину черв’яка при Е = 2х105МПа

У= Fl3/(48EI0)= 2209х3073/(48х2х105х212241)=0,03 мм.

Допустима стрілка прогину [y]=0.01m=0.01х6=0,06 мм

Жорсткість вала достатня, оскільки y=0.03 мм<[y]=0.06мм.

Реферати

Реферати :

Tagged with: , , , , , , ,
Posted in Прикладна механіка

Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet

Интернет реклама УБС