Рассчитать червячный редуктор общего назначения привод машины для фаршемешалки от электродвигателя 4А112М4УЗ мощностью N=5,5 кВт с частотой вращения быстроходного вала n1 = 1500 об/мин., и скольжением 3,7% Передаточное число редуктора i = 31,5.
|
Номинальные частоты вращения и угловые скорости валов редуктора:
n2=n1/i=1445/31,5=46 об/мин 
Где, ω1 – угловая скорость, рад/сек
n2 - частота вращения быстроходного вала, об/мин
i – передаточное число.;
Вращающие моменты:
T1=N/wдв=5,5*103/151,25=36,4*103 (3.2)
T2=T1in=3,4*103*31,5*0,75=80*103 H*мм
Где, 
ориентировочно принят 
Т1 – вращающий момент, 
Материал для венца червячного колеса и червяка примем по табл. 4.8 / /
пологая, что будет небольшая скорость скольжения (
< 10 м/c), так как частота вращения червяка не значительна - 1445 об/мин. В этом случае следует для венца червячного колеса принять оловянную бронзу, для которой допускаемое напряжение 
, не зависит от скорости скольжения. Для венца червячного колеса примем бронзу Бр010H1, отлитая центробежно; для червяка - углеродистую сталь с твердостью НRC 
45. В этом случае по табл. 4.8./ / основное допускаемое напряжение 
МПа. Расчетное допускаемое напряжение 
ˊ 
(см. с. 66), где коэффициент долговечности примем по его номинальному значению 
.
Тогда
Число витков червяка 
принимаем в зависимости от передаточного числа: при i=31,5 принимаем 
(см. с. 55).
Число зубьев червячного колеса.
(3.3)
Где, 
- число витков червяка;
i – передаточное отношение
Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q=8 и коэффициент нагрузки К=1.2
Определяем межосевое расстояние из условий контактной прочности
(3.4)
где, [ 
] - расчетное допускаемое напряжение, МПа;
Т2 - вращающий момент на ведомом валу, Н * мм.
мм; (3.5)
Модуль:
m= 
мм
Принимаем по ГОСТ 2144 - 76 (таблицы 4.1 и 4.2) стандартные значения m=8 мм и q=8 мм, а также z2=32 и z1=1.
Тогда пересчитываем межосевое расстояние по стандартным значениям m, q и z2.
(3.6)
Межосевое расстояние 
мм.
Основные размеры червяка:
делительный диаметр червяка
(3.7)
диаметр вершин витков червяка:
(3.8)
диаметр впадин витков червяка:
Где, d1 - делительный диаметр червяка, мм;
m - модуль, мм.
(3.9)
длина нарезной части шлифованного червяка:
Где, z2 - число зубьев червячного колеса.
(4.13)
Делительный угол подъема 
по таблице 4.3/ /: при z1=1 и q=8
=7007/.
Основные размеры венца червячного колеса:
делительный диаметр червячного колеса:
(3.10)
диаметр вершин зубьев червячного колеса:
(3.11)
диаметр впадин зубьев червячного колеса:
(3.12)
наибольший диаметр червячного колеса:
(3.13)
Где,z1 – число витков червяка.
ширина венца червячного колеса
т (3.14)
окружная скорость червяка:
(3.15)
Где,d1 - делительный диаметр червяка, мм;
n2 - частота вращения ведомого вала, об/мин
м/с
Скорость скольжения:
(3.16)
Где, 
- делительный угол подъёма, град.
м/c
Предположение, что скорость скольжения будет менее 10м/с, оправдалось. Поэтому для венца червячного колеса была выбрана бронза.
Уточняем КПД редуктора.
По таблице 4.4/ / при скорости 
≈5,04 м/спри шлифованном червяке приведенный угол трения p’= 
КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивание масла:
(3.17)
По таблице 4.7/ / выбираем 7-ю степень точности передачи и находим значение коэффициента динамичности K 
=1.25.(в таблице скорости скольжения приведены только до 12 м/с).
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки:
Где, 
- коэффициент деформации червяка; по таблице 4.6/ / в зависимости от q=8 и z1=1 он равен 
=72. При незначительных колебания нагрузки вспомогательный коэффициент х=0,6 (см с65):
(3.18)
Коэффициент нагрузки
(3.19)
Проверяем контактное напряжение[см. формулу 4.23/ /]
(3.20)
Где,z2 - число зубьев червячного колеса;
q -коэффициент диаметра червяка;
Т2 - вращающий момент на ведомом валу, Н * мм;
К - коэффициент нагрузки;
aw - межосевое расстояние, мм.
Проверяем прочность зубьев червячного колеса на изгиб.
Эквивалентное число зубьев
(3.21)
Коэффициент формы зуба по таблице 4.5/ / YF=2.423
Напряжение изгиба:
Где,b2 - ширина венца червячного колеса, мм; m - модуль, мм.
(3.22)
Основное допускаемое напряжение изгиба для реверсивной работы по таблице 4.8/ / [ 
1F]'=45 МПа.
Расчетное допускаемое напряжение где, КFL =0,543 коэффициент долговечности примем по его минимальному значению.
Таким образом, 
МПа. Прочность обеспечена, так как 
Согласно проведенным расчетам принимаем универсальный червячный редуктор общего назначения с межосевым расстоянием А=160 мм, передаточным числом i =31,5, выполняемым по схеме сборки 4 с верхним червяком (исполнение 4 по расположению червячной пары) без лап (исполнение 2 по способу крепления): РЧУ-160-40-4-1-2 ГОСТ 13563-68.