Усилия в зацеплении

Определение усилий в зацеплении червячной передачи необходимо для расчета валов и подбора подшипников.

Окружное усилие на червяке F_t1 равно осевому усилию на червячном колесе F_a2.

,

F_t1 ,

Окружное усилие на червячном колесе F_t2 равно осевому усилию на червяке F_a1:

,

.

Радиальное усилие на червяке F_r1 = равно радиальному усилию на червячном колесе F_r2:

,

где a - угол профиля; a = 20°.

.

4.6. Расчет вала на жесткость

Правильность зацепления червячной пары обеспечивает достаточная жесткость червяка. Критерием жесткости является значение прогиба f (мм) в среднем сечении червяка, которое не должно превышать допустимого f £ [f], обычно принимают [f] = (0.005-0.01)m;

, (4.5)_

где l – расстояние между опорами, принимают из компоновки редуктора (мм),400;

Е = 2.1×10⁵МПа – модуль упругости (значение для стали);

J – момент инерции сечения червяка, мм⁴.

[1];

[1];

,

[f]=0.005m=0.0625мм
<< [f].

Условие жесткости выполняется.

4.7. Тепловой расчет червячного редуктора

Тепловой расчет производят после определения размеров корпуса при эскизном проектировании.

При работе червячной передачи значительная часть мощности расходуется на преодоление трения, в результате чего происходит нагревание редуктора. Выделяемое тепло отводится в окружающую среду через стенки редуктора. В случае недостаточного отвода тепла редуктор перегревается и выходит из строя. Поэтому необходимо производить тепловой расчет с целью определения температуры масла, которая не должна превышать допускаемой величины. Температуру масла определяют по формуле:/1/

, (4.6)

где [t_м] – допускаемая температура масла (60-90°С);
P – мощность, подводимая к редуктору (Вт),10385;
t_в – температура окружающей среды (обычно t_в = 20°С);
K – коэффициент теплопередачи принимаем K = 16Вт/м^2×град, учитывая параллельность осей редуктора и двигателя.
S = 1.32м² – площадь поверхности охлаждения (равна площади поверхности всех стенок редуктора, которая снаружи омывается свободно циркулирующим воздухом.

,

где r’ = 1°5’ – приведенный угол трения, выбирают в зависимости от скорости скольжения по таблице 5.9 [1]
g - угол подъема винтовой линии червяка.

,

,

поскольку t_m больше допускаемой температуру масла следует понизить установив циркуляционную смазку в редукторе.