Крупнейшая бесплатная информационно-справочная система онлайн доступа к полному собранию технических нормативно-правовых актов РФ. Огромная база технических нормативов (более 150 тысяч документов) и полное собрание национальных стандартов, аутентичное официальной базе Госстандарта. GOSTRF.com - это более 1 Терабайта бесплатной технической информации для всех пользователей интернета. Все электронные копии представленных здесь документов могут распространяться без каких-либо ограничений. Поощряется распространение информации с этого сайта на любых других ресурсах. Каждый человек имеет право на неограниченный доступ к этим документам! Каждый человек имеет право на знание требований, изложенных в данных нормативно-правовых актах!

  


|| ЮРИДИЧЕСКИЕ КОНСУЛЬТАЦИИ || НОВОСТИ ДЛЯ ДЕЛОВЫХ ЛЮДЕЙ ||
Поиск документов в информационно-справочной системе:
 

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

МАШИНЫ
ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ.
ПЕРЕДАЧИ ЧЕРВЯЧНЫЕ.
МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

РТМ 24.090.33-77

РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Всесоюзным научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом подъемно-транспортного машиностроения, погрузочно-разгрузочного и складского оборудования и контейнеров (ВНИИПТмаш)

Директор А.Х. Комашенко

Заведующий отделом стандартизации А.С. Оболенский

Заведующий отделом управления качеством и унифицированных узлов ПТМ В.Н. Березин

Руководители темы и исполнители И.О. Спицына, З.М. Зорина, П.С. Зак

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ ВПО «Союзподъемтрансмаш»

Главный инженер В.К. Пирогов

УТВЕРЖДЕН Министерством тяжелого и транспортного машиностроения

ВВЕДЕН в действие распоряжением Министерства тяжелого и транспортного машиностроения от 4 апреля 1977 г. № ВП-002/3207.

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

МАШИНЫ ПОДЪЕМНО-
ТРАНСПОРТНЫЕ
ПЕРЕДАЧИ ЧЕРВЯЧНЫЕ
МЕТОДЫ РАСЧЕТА
НА ПРОЧНОСТЬ

РТМ 24.090.33-77

Вводится впервые

Распоряжением Министерства тяжелого и транспортного машиностроения от 4 апреля 1977 г. № ВП-002/3207 утвержден в качестве рекомендуемого.

Настоящий руководящий технический материал (РТМ) распространяется на червячные цилиндрические и глобоидные передачи механизмов подъемно-транспортных машин с машинным и ручным приводом и устанавливает методы расчета на прочность их элементов.

Угол скрещивания осей червяка и червячного колеса равен 90°.

В РТМ использованы термины, определения, обозначения в соответствии с ГОСТ 16530-70 и ГОСТ 18498-73.

Определение геометрических параметров червячных передач выполнено по рекомендациям ГОСТ 19650-74 и ГОСТ 17696-72.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Червячные передачи целесообразно использовать в приводах механизмов ПТМ в случае необходимости:

обеспечения компактности;

реализации больших передаточных чисел при относительно малых габаритах;

передачи движения на валы, оси которых взаимно перпендикулярны;

плавной и бесшумной работы привода машины.

1.2. Червячные передачи рекомендуется применять в приводах подъемно-транспортных машин мощностью до 50 кВт предпочтительно при повторно-кратковременных режимах работы.

1.3. Цилиндрические червячные передачи преимущественно устанавливают в приводах механизмов передвижения и поворота кранов, подвесных конвейеров, в ручных лебедках и талях.

Глобоидные червячные передачи используются в лебедках пассажирских и грузовых лифтов, приводе механизма передвижения кранов.

1.4. Глобоидные передачи с венцом червячного колеса из оловянистых бронз имеют большую нагрузочную способность и более высокий КПД по сравнению с цилиндрическими при одинаковых габаритах.

2. МАТЕРИАЛЫ

2.1. Венцы колес ответственных глобоидных и цилиндрических червячных передач изготовляют из оловянистой бронзы Бр.ОФ10-1 или оловянно-никелевой бронзы Бр.ОНФ.

Для тихоходных червячных передач при скорости скольжения до 2 м/с применяют алюминиево-железистые бронзы Бр.АЖ9-4Л (ГОСТ 493-54).

При скорости менее 1 м/с, а также для передач с ручным приводом применяют серые чугуны марок СЧ15-32, СЧ18-36 (ГОСТ 1412-70).

2.2. Червяки изготовляют из углеродистых и легированных сталей марок 45 (ГОСТ 1050-74), 20Х, 40Х, 40ХН, 38ХГН, 35ХМА, 12ХНЗА (ГОСТ 4543-71).

2.3. Твердость поверхностей витков цилиндрических червяков должна быть не менее HRC 45. После закалки до HRC 45 - 50 или цементации и закалки до HRC 50 - 56 рабочие поверхности необходимо шлифовать и полировать.

Червяки из улучшенной стали используют в тихоходных и мало нагруженных передачах, обычно с чугунным червячным колесом.

2.4. Глобоидные червяки изготовляют из улучшенных до твердости HRC 32 - 35 легированных сталей марок 40X, 40XH, 38ХГН, 35ХМА по ГОСТ 4543-71.

3. ВИДЫ РАСЧЕТОВ

3.1. В РТМ расчет прочности зацеплений червячных цилиндрических и глобоидных передач приведен раздельно.

3.2. РТМ предусматривает следующие виды расчетов:

расчет поверхностей зубьев червячного колеса по контактным напряжениям. Для цилиндрических червячных передач это расчет на выносливость (для червячных колес из бронз Бр.ОНФ и Бр.ОФ10-1) или на заедание (из Бр.АЖ9-4Л или чугуна). Для глобоидных передач - расчет на износ;

расчет на прочность зубьев по напряжениям изгиба. Для глобоидных передач - на срез;

расчет на прочность и жесткость тела червяка;

расчет КПД передачи;

расчет передач на нагрев.

3.3. Расчеты на прочность по контактным напряжениям являются основными.

3.4. Расчет на прочность по напряжениям изгиба (среза) является проверочным; для червячных передач с ручным приводом - основным (проектным).

4. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ

4.1. При определении расчетных нагрузок в качестве исходной величины принимают наибольший крутящий момент на червячном колесе М2max.

4.2. Для механизмов транспортирующих машин М2max - момент наибольший из длительно действующих.

Для механизмов кранов М2max - наибольший момент рабочего состояния, действующий в механизме подъема при торможении на спуске, в механизме передвижения и поворота при пуске или в период тормозного выбега (приложение 1 справочное).

4.3. В предварительных расчетах М2max для кранов можно принимать по табл. 1.

Таблица 1

Расчетные значения М2max

Механизм

Тип двигателя

М2max

формулы

Подъема

Крановый постоянного и переменного тока

1,3 × Мном × U

(1)

Передвижения, поворота

Крановый, короткозамкнутый

3,0 × Мном × U

Крановый постоянного тока, переменного с контактными кольцами

2,5 × Мном × U

Асинхронный двигатель общепромышленного типа

1,7 × Мном × U

Примечание. Мном - номинальный момент двигателя привода механизма;

U - передаточное число червячной передачи.

5. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

5.1. Расчет поверхностей зубьев на выносливость или заедание.

5.1.1. Расчетное напряжение в полюсе зацепления

                                       (2)

где d2 - делительный диаметр червячного колеса, см*;

dw1 - начальный диаметр червяка, см;

М2НЕ - раcчетный (эквивалентный) крутящий момент на колесе, кгс×м;

н] - допускаемое контактное напряжение, кгс/см2.

5.1.2. Межосевое расстояние

                             (3)

где Kк - коэффициент качества (табл. 2);

z2 - число зубьев червячного колеса;

q - коэффициент диаметра червяка;

x - коэффициент смещения червяка.

Таблица 2

Коэффициент Кк

Условия расположения пятна контакта

Кк

Хорошо приработанные (при постепенном повышении нагрузки) передачи

0,8

Начальный контакт на выходном краю зуба не менее 30 % по длине или начальный контакт в середине зуба не менее 65 % по длине. Наибольший прогиб червяка (0,005 - 0,01) m, мм (m - модуль)

1,0

Предыдущие условия начального контакта, не соблюдены

1,25

5.1.3. М2НЕ определяют по формуле

M2HE = M2max × Kg,                                                        (4)

где Кg - коэффициент долговечности (табл. 3).

Таблица 3

Коэффициент Кд

Механизмы

Режим работы механизма по правилам Госгортехнадзора

Группы режимов по PC 5138-75

Материал венца червячного колеса

Бр.ОНФ и Бр.ОФ10-1

Бр. АЖ9-4Л и серый чугун

Крановые

Легкий

1, (2)

0,4

0,63

Средний

2, 3

0,5

0,71

Тяжелый

4, 5

0,63

0,8

Весьма тяжелый

6

0,8

0,9

Транспортирующих машин

-

-

1,0

5.1.4. Допускаемые контактные напряжения [σн] для венцов червячных колес из бронз Бр.ОНФ и Бр.ОФ10-1 определяют по формуле

[σн] = [σн]0 KHN кгс/см2,                                                   (5)

где [σн]0 - допускаемое напряжение для числа циклов N = 107 (табл. 4);

KHN - коэффициент, учитывающий уменьшение сопротивления выносливости с ростом числа циклов нагружения (табл. 5);


Таблица 4

Допускаемые напряжения [σн] и [σf], кгс/см2

Материал червяка

Червячное колесо

н]0 и [σн] при скоростях скольжения Vск, м/с

f]0

f]-1

f]2

 

Материал (способ отливки)

Механические свойства, кгс/см2

0,25 и менее

0,5

1,0

2,0

4,0 и более

 

предел текучести σт

предел прочности на растяжение σв

предел прочности на изгиб (для чугуна) σвн

 

Закаленная сталь HRC ³ 45

Бр.ОНФ (центробежная)

17

29

-

4000

810

570

1350

 

Бр.ОФ10-1 (в кокиль)

15

26

-

3700

720

520

1200

 

Бр.ОФ10-1 (в землю)

12

20

-

2800

500

360

960

 

Бр.АЖ9-4Л (в землю)

20

40

-

-

-

4000

3200

-

1000

800

1600

СЧ18-36 (в землю)

-

18

36

2500

2200

1800

-

-

480

300

1100

Улучшенная сталь НВ < 350

СЧ15-32 (в землю)

-

15

32

2000

1800

1400

-

-

430

270

900

 

 


Таблица 5

Коэффициент KHN

Частота вращения червячного колеса, n2, об/мин

200

100

75

40

20

10 и менее

KHN

0,7

0,75

0,8

0,85

0,92

1,0

Для венцов червячных колес из бронзы Бр.АЖ9-4Л и чугунов [σн] выбирают по табл. 4 в зависимости от скорости скольжения

где n1 - частота вращения червяка, об/мин;

gw - начальный угол подъема, град;

 - начальный диаметр червяка, см.

5.2. Расчет на прочность по напряжениям изгиба.

5.2.1. Для предотвращения излома зубья проверяют:

на выносливость при изгибе от действия нагрузки M2max;

на прочность от действия кратковременных перегрузок M2пик, не учитываемых в расчете на выносливость.

5.2.2. Напряжения изгиба зубьев червячного колеса

                                       (6)

где Ун - коэффициент прочности зубьев для червячных колес. Определяют по табл. 6 в зависимости от

g - делительный угол подъема;

F] - допускаемое номинальное напряжение изгиба зубьев, кгс/см2.

Таблица 6

Коэффициент Ун

ZV = Z2/cos3g

30

32

36

40

45

50

60

70

Ун

1,76

1,71

1,62

1,55

1,48

1,45

1,40

1,36

5.2.3. Модуль (для червячных передач с ручным приводом)

                                                  (7)

5.2.4. Допускаемое номинальное напряжение изгиба [σf] при расчете на выносливость определяют по формулам:

при работе одной стороной зуба

f] = [σf]0KFN кгс/см2;                                                     (8)

при работе двумя сторонами зуба

[σf] = [σf]-1KFN кгс/см2.                                                    (9)

При расчете на прочность при действии пиковой нагрузки

f] £f]м кгс/см2,                                                      (10)

где [σf]0, [σf]-1, [σf]м - пределы выносливости по изгибу при работе одной и двумя сторонами зуба, и предельное напряжение по изгибу (табл. 4);

КFN - коэффициент, учитывающий уменьшение сопротивления выносливости с ростом числа циклов нагружения.

Для червячных передач механизмов кранов КFN определяют по табл. 7, механизмов транспортирующих машин по графикам черт. 1.

Для механизмов с ручным приводом КFN = 1.

Таблица 7

Коэффициент KFN для кранов

Режим работы механизма

Легкий (1, 2)

Средний (2, 3)

Тяжелый (4, 5)

Весьма тяжелый (6)

KFN

1,0

0,90

0,85

0,80

Примечание. В скобках указаны примерные группы режимов работы по PC 5138-75 «Техника безопасности. Краны грузоподъемные. Классификация механизмов по режимам работы».

Значения КEN для транспортирующих машин

Черт. 1

6. РАСЧЕТ ГЛОБОИДНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

6.1. Расчет на износ

6.1.1. Прочность поверхностей зубьев определяется несущей способностью червячного колеса по износу.

6.1.2. Допустимый момент на валу червячного колеса [M] определяют по кривым черт. 2 в зависимости от частоты вращения червяка n1 и межосевого расстояния a при условии:

скорость изнашивания зубьев колеса

wи2 £ 5 · 10-10а мм/об;

передача модифицированная (ГОСТ 9369-66);

передаточное число передачи 10 £ U £ 63;

материал венца червячного колеса - оловянистая бронза;

степень точности не ниже 7-Ш по ГОСТ 16502-70.

6.1.3. Условия обеспечения прочности

[M] ³ M2max · Kp кгс·м                                                   (11)

где Кр - коэффициент режима (табл. 8).

Значения [M]

Черт. 2

Таблица 8

Коэффициент Кр

Условия работы

Кр

Круглосуточная постоянная спокойная работа

1,00

Непрерывная работа в течение 8 - 10 ч в сутки с толчками и ударами. Кратковременные перегрузки на 25 % до 15 мин

1,20

Непрерывная круглосуточная работа с ударной нагрузкой и кратковременными перегрузками на 100 % до 0,5 мин

1,35

Повторно-кратковременная работа при относительной продолжительности включения (ПВ):

 

До 0,16

0,63

Св. 0,16 до 0,25

0,71

Св. 0,25 до 0,4

0,8

Св. 0,4

0,9

6.1.4. При скорости изнашивания колеса w’и2 не равной 5 · 10-10 · a мм/об допускаемый момент на валу червячного колеса [М] определяют из выражения

где [М] - момент по графикам черт. 2.

6.1.5. Допустимая скорость изнашивания зависит от величины предельно-допустимого износа зубьев (Ñ мм) за заданный срок службы Т, ч

где n2 - частота вращения червячного колеса.

6.1.6. Для глобоидных червячных передач механизмов передвижения и поворота допускается износ до заострения зубьев на головке до 0,1m.

Для червячных передач редукторов привода лифта предельная величина износа определяется допустимой величиной окружного люфта червяка в зависимости от назначения лифта.

6.1.7. Для не модифицированной глобоидной передачи допустимый момент на валу червячного колеса [М]'' определяют по формуле

6.1.8. Для передач со степенью точности ниже 7-Ш по ГОСТ 16502-70 значения [М] по черт. 2 следует уменьшить на 25 %.

6.1.9. Допустимость действия наибольшего крутящего момента М2max с точки зрения отсутствия на поверхности зубьев пластической деформации можно проверить по формуле

                                          (12)

где Кr - коэффициент приведенного радиуса кривизны (черт. 3);

н]м - предельное контактное напряжение [σн]м £т, кгс/см2т - предел текучести оловянистой бронзы, см. табл. 4).

Значения Кr (по данным Г.Д. Федорова)

Черт. 3

6.2. Расчет на срез зубьев червячного колеса.

6.2.1. Напряжение среза зубьев в опасном сечении

                                          (13)

где М2max - наибольший крутящий момент, кгс·м;

d2 - диаметр расчетной окружности, см*;

______________

* Определение геометрических параметров дано в приложении 3 справочном.

Кc - расчетный обхват;

g - угол подъема витка червяка, град;

Fcp - площадь среза определяют по формуле

где b - ширина венца колеса, см;

m - модуль, см;

z2 - число зубьев колеса.

6.3. Допускаемое напряжение среза для бронз

[tcp] = 0,5σв кгс/см2,

в - предел прочности при растяжении, по табл. 4).

7. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ ТЕЛА ЧЕРВЯКА

Расчет распространяется на цилиндрические и глобоидные червячные передачи.

7.1. Силы в зацеплении.

Результирующую сил, действующих в зацеплении, определяют по трем составляющим (черт. 4):

Силы в червячном зацеплении

Черт. 4

окружной силе на червячном колесе, равной осевой силе на червяке

                                                         (14)

окружной силе на червяке, равной осевой силе на червячном колесе

                                                 (15)

(минус при ведущем червячном колесе);

радиальной силе, раздвигающей червяк и червячное колесо

R = Р2tgα кгс,                                                            (16)

где М2 и М1 - крутящие моменты на червячном колесе и червяке;

d2 и dw1 - начальный диаметр червячного колеса и червяка. Для глобоидных червячных передач следует подставлять расчетный диаметр d2 и d1;

α - угол давления. Для цилиндрических червячных передач α » 20°; глобоидных α » 12°; глобоидных с начальным локализованным контактом α » 16°;

r - угол трения (табл. 9).

7.2. Расчет на прочность

7.2.1. Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящих моментов приведены на черт. 5.

Расчетная схема (а) и эпюры изгибающих моментов от силы Р1(б), R(в) и Р2(г) и крутящего момента M1(д)

Черт. 5

Таблица 9

Значения f и r

Скорость скольжения Vск, м/с

Венец червячного колеса из Бр.ОНФ или Бр.ОФ10-1

Венец червячного колеса из Бр.АЖ9-4Л или серого чугуна

Червячное колесо из серого чугуна

Твердость витков червяка

не менее HRC 45

менее НВ 350

f

r

f

r

f

r

0,01

0,110

6°17'

0,180

10°12'

0,190

10°45'

(0,146)

(8°17')

(0,169)

(9°35')

0,10

0,080

4°34'

0,130

7°24'

0,140

7°58'

(0,128)

(7°16')

(0,149)

(8°30')

0,50

0,055

3°09'

0,090

5°09'

0,100

5°43'

(0,100)

(5°43')

(0,120)

(6°51')

1,00

0,045

2°35'

0,070

4°00'

0,090

5°09'

(0,085)

(4°53')

(0,103)

(5°53')

1,50

0,040

2°17'

0,065

3°43'

0,080

4°34'

(0,076)

(4°21')

(0,092)

(5°17')

2,00

0,035

2°00'

0,055

3°09'

-

-

(0,069)

(3°57')

(0,084)

(4°49')

4,00

0,024

1°22'

-

-

-

-

(0,054)

(3°07')

8,00

0,018

1°02'

-

-

-

-

(0,041)

(2°20')

Примечание. В скобках указаны значения f и r при ведущем червячном колесе.

7.2.2. Напряжение изгиба в средней плоскости передачи

                                                     (17)

где Mиmax - наибольший изгибающий момент в средней плоскости передачи

df1 - диаметр впадин червяка (приложение 2 и 3),

dw1 - начальный диаметр червяка (для глобоидного червяка dw1 = d1).

7.2.3. Напряжение кручения

                                                    (18)

где M1max - наибольший крутящий момент на червяке, кгс·см.

7.2.4. Коэффициент безопасности

                                                    (19)

где nσ - коэффициент безопасности по напряжениям изгиба

                                                           (20)

nt - коэффициент безопасности по напряжениям кручения

                                                            (21)

где σ-1, t-1 - пределы выносливости материала червяка при изгибе и кручении;

Kσ, Kt - коэффициенты концентрации изгиба и кручения у основания витка;

Кσ = 1,2 - 1,35, соответственно для 80 £ aw £ 420 (или a);

Кt = 1 + 0,6(Кσ - 1).

7.3. Расчет на жесткость.

Прогиб червяка в осевом сечении

                                                    (22)

где l - расстояние между опорами (l » 0,9d2), см;

P1, R - силы, кгс (см. черт. 4);

Е1 - модуль упругости стального червяка. E1 = 2,15 · 106 кгс/см2;

Jф - экваториальный момент инерции фиктивного цилиндрического стержня эквивалентного червяку по деформации

,  - диаметры вершин и впадин витков червяка, см.

Допустимый прогиб [f] » (0,005 - 0,01)m мм.

8. РАСЧЕТ КПД ПЕРЕДАЧИ

8.1. Общий коэффициент полезного действия червячной передачи определяют по формуле:

h = hзhпhр,                                                             (23)

где hз, hп, hр - коэффициенты потерь в зацеплении, опорах и на разбрызгивание смазки.

Номограмма для определения КПД глобоидных передач
(пример: а = 200 мм, и = 40;
n1 = 500 об/мин, h = 0,79)

1 - нереверсивные; 2 - реверсивные

Черт. 6

8.2. Коэффициент потерь в зацеплении (КПД зацепления) определяют по формулам:

червяк ведущий

                                                      (24а)

червячное колесо ведущее

                                                      (24б)

где gw - начальный угол подъема (для глобоидной передачи g - угол подъема витка червяка);

r - угол трения,

f - коэффициент трения скольжения.

Значения r и f в зависимости от скорости скольжения для червячных передач приведены в табл. 9.

8.3. Средние значения КПД цилиндрических червячных передач с учетом потерь в опорах составляют 0,65 - 0,80; 0,83 - 0,87; 0,89 - 0,91 при числе витков червяка соответственно 1; 2; 4.

Номограмма для определения КПД глобоидной передачи при a = 250 мм приведена на черт. 6.

При снижении нагрузки на 50 % по сравнению с расчетной допускаемой потери в червячной передаче (l - h) увеличиваются в 1,5 раза.

9. РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ НА НАГРЕВ

9.1. Максимально допустимый по нагреву момент на валу червячного колеса [M2]т определяют по формуле

                                              (25)

где Кt - коэффициент теплоотдачи; при малой циркуляции воздуха в помещении Кt = 7 - 9 ккал/ч·м2·град; при интенсивной вентиляции помещения или на открытом воздухе Кt = 12 - 15 ккал/ч·м2·град;

n2 - частота вращения вала червячного колеса, об/мин;

ПВ - относительная продолжительность включения привода (редуктора);

h - КПД редуктора;

F - площадь поверхности охлаждения корпуса передачи

где

aw (a) - межосевое расстояние, м;

Fреб - площадь поверхности ребер, м;

Креб - коэффициент эффективности ребер; Креб = 0,5 при горизонтальном расположении ребер; Креб = 1 при вертикальном.

9.2. Допустимое время непрерывной работы передачи до достижения предельной температуры масла (tм £ 90°) приближенно определяют по формуле:

                                       (26)

или

где Gp и Gм - вес редуктора и масла, кгс,

Ср - теплоемкость металла, Ср = 0,12 ккал/кг·град;

См - теплоемкость масла, См = 0,4 ккал/кг·град;

M2max - наибольший передаваемый крутящий момент, кгс·м;

tм и tв - температура масла и окружающего воздуха;

tcp.изб - средняя избыточная температура масла

tcp.изб = 0,5(tм - tв).

10. СМАЗКА

Рекомендуемые марки масел для червячных передач приведены в табл. 10. Там же указаны примеры их применения.

Таблица 10

Масла для червячных передач

Наименование масла

Технические условия (ОСТ, ГОСТ)

Вязкость при 100 °С, сСт

Режимы работы

Масло цилиндровое 52 (Вапор)

ГОСТ 6411-52

44 - 59

Непрерывный и крановый тяжелый и весьма тяжелый

Масло индустриальное тяжелое с присадками ИТП-300

ТУ 38.101.292-72

35,6

Масло трансмиссионное для редукторов троллейбусов

ТУ 38.101.230-72

 

марки З

22 - 28

марки Л

28 - 36

Масло трансмиссионное для промышленного оборудования (нигрол)

ТУ 38.101.529-72

 

летнее

27 - 34

зимнее

19 - 26

Крановый легкий и средний

Масла ИТП-300 и трансмиссионное для промышленного оборудования (летнее) рекомендуются для предпочтительного применения в механизмах кранов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ ТОРМОЗНОГО ВЫБЕГА МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНА

Наибольший момент в зацеплении, действующий со стороны червячного колеса (червячное колесо ведущее) при торможении механизма передвижения, определяют по формуле

где  - приведенный к валу червяка статический момент сопротивления  = Мт + М0 » 1,2Мт;

Мт - момент тормоза;

М0 - момент сопротивлений в кинематической цепи на участке от червяка до тормоза. М0 = (0,1 - 0,15);

 - приведенный к валу червячного колеса статический момент при торможении механизма передвижения с грузом;

h21 - КПД передачи при ведущем червячном колесе;

J1 - момент инерции вала червяка с учетом жестко связанных с червяком масс (двигателя, муфты, тормозного шкива и т.д.);

J2 - момент инерции червячного колеса с учетом жестко связанных с ним масс.

где G - вес поступательно движущихся масс, кг;

V - скорость передвижения, м/с;

hдв - частота вращения двигателя, 1/об;

U - передаточное число червячной передачи.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

РАСЧЕТ И ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

Формулы и рекомендации для расчета и выбора геометрических параметров цилиндрических червячных передач приведены в табл. 1 приложения 2.

Таблица 1

Расчет параметров
(по ГОСТ 19650-74)

Наименование параметров

Обозначения

Расчетные формулы и указания

1

2

3

Модуль

т

По ГОСТ 19672-74, табл. 2 приложения 2

Коэффициент диаметра червяка

q

Передаточное число

U

-

Число витков червяка

z1

См. табл. 2 приложения 2

Число зубьев червячного колеса

z2

z2 = z1U

Межосевое расстояние

aw

aw = 0,5(z2 + q + 2x) m

Коэффициент смешения червяка

X

Рекомендуется принимать в пределах 1 ³ X ³ - 1

Делительный диаметр:

 

 

червяка

d1

d1 = qm

червячного колеса

d2

d2 = z2m

Начальный диаметр червяка

dw1

dw1 = (q + 2x)m

Делительный угол подъема

g

Начальный угол подъема

gw

Диаметр вершин витков червяка

da1

da1 = d1 + 2ha*m

Коэффициент высоты головки

ha*

ha* = 1

Диаметр червяка по впадине

(df1)

df1 = da1 - 2h1

Высота витка червяка

h1

h1 = h*m

Коэффициент высоты витка

h*

Червяк эвольвентный

h* = 2 + 0,2cosg

Червяк архимедов и др.

h* = 2,2

Примечание. В ГОСТ 19650-74 параметра df1 нет.

Таблица 2

Коэффициент диаметра q в зависимости от модуля m

Модуль m, мм

2

2,5

3,15

4

5

6,3

8

10

12,5

-

8,0

10,0

10,0

12,5

12,5

16,0

16*

16

______________

* При z1 = 1. Для остальных сочетаний m и q число витков червяка z = 1, 2 и 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГЛОБОИДНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

Формулы для расчета геометрических параметров глобоидных передач приведены в табл. 1 приложения 3.

Таблица 1

Расчет параметров по ГОСТ 17696-72

Наименование параметра

Обозначение

Расчетные формулы и указания

1

2

3

Межосевое расстояние

a

-

Передаточное число

U

-

Число витков червяка

z1

ГОСТ 9369-66

Число зубьев колеса

z2

z2 = z1 · U ГОСТ 9369-66

Коэффициент диаметра червяка

q

Выбирается в зависимости от z2 по табл. 2 приложения 3

Диаметр расчетной окружности:

 

 

червяка

d1

червячного колеса

d2

d2 = 2a - d1

Модуль

m

m = d2/z2

Расчетный обхват

Kc

Kс = z2/10

Округляется до ближайшего из членов ряда 3,5; 4,5; 5,5 ...

Угол подъема витка червяка

g

tgg = d2/d1 · U

Диаметр вершин витков червяка

da1

da1 = d1 + 2ha1

Высота головки витка червяка

ha1

ha1 = h - ha2

Рабочая высота зуба колеса

h

h = (1,4 - 1,7)m или по ГОСТ 9369-66

Высота головки зуба, колеса

ha2

ha2 = (0,3 - 0,45)h или по ГОСТ 9369-66

Диаметр впадин червяка

df1

df1 = 2(a - Rf1)

Радиус впадин червяка (в средней плоскости)

Rf1

Rf1 = 0,5d2 + ha2 + c

Радиальный зазор

c

c = (0,15 - 0,25)m или по ГОСТ 9369-66

Ширина венца колеса

b

b = (0,6 - 0,8)d1 (округляется до значений по ГОСТ 9369-66)

Таблица 2

Коэффициент диаметра q в зависимости от z2

z2

До 40

От 41 до 50

От 51 до 60

q

От 6 до 8

От 7 до 10

От 8 до 11

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1. Проверить правильность выбора параметра цилиндрической червячной передачи механизма вращения штанги штыревого крана Q = 10 т.

Наибольший момент на валу червячного колеса M2max = 280 кг·см.

Режим работы легкий. Нагрузка реверсивная.

Параметры передачи:

число витков червяка z1 = 1;

число зубьев червячного колеса z2 = 37;

модуль m = 8 мм;

межосевое расстояние aw = 180 мм;

делительный угол подъема g = 7°07'30''; cos g = 0,99;

начальный диаметр червяка dw1 = 64 мм;

делительный диаметр червячного колеса d2 = 296 мм;

частота вращения червяка n1 = 945 об/мин;

то же червячного колеса n2 = 26 об/мин.

Материал червяка: сталь 45 ГОСТ 1050-74. Твердость поверхности витка червяка HRC = 45 - 50; (σb)серц = 90 кгс/мм2; σ-1 = 38 кгс/мм2; t-1 = 22 кгс/мм2.

Материал венца червячного колеса: бронза Бр.ОФ10-1 (отливка в кокиль).

1. Расчет на выносливость поверхностей зубьев червячного колеса.

1.1. Определяем расчетную нагрузку

М2НЕ = М2maxKg = 280 · 0,4 = 112 кгс·м,

Kg = 0,4 (табл. 3).

1.2. Определяем напряжение в полюсе зацепления по формуле (2)

Кк = 1,0 (табл. 2).

1.3. Определяем допускаемое напряжение по формуле (5)

н] = [σн]0 · KHN = 3700 · 0,9 = 3300 кгс/см2;

н]0 = 3700 кгс/см2 (табл. 4); KHN = 0,9 (табл. 5).

σн < [σн] - условие прочности соблюдено.

2. Проверка прочности по напряжениям изгиба.

2.1. Определяем напряжение изгиба

Ун = 1,58 (табл. 6 для ).

2.2. Определяем допускаемое напряжение по формуле (9)

F] = [σF]-1 · KFN = 520 · 1 = 520 кгс/см2;

F]-1 = 520 кгс/см2 (табл. 4);

KFN = 1 (табл. 7);

σF < [σF]-1 - условия прочности соблюдены.

3. Расчет червяка на прочность.

3.1. Определяем силы в зацеплении (формулы (14), (15), (16))

P1 = P2tg(g + r) = 1900 · 0,155 = 300 кгс;

r = 1°40' (табл. 9) для

R = Р2 · tg20° = 685 кгс.

3.2. Определяем наибольший изгибающий момент в средней плоскости передачи при l » 0,9 d2 = 280 мм.

3.3. Наибольший крутящий момент (формула (15))

3.4. Определяем напряжение изгиба в средней плоскости передачи

(червяк эвольвентный)

df1 = d1 - 2m - 0,4cosg (приложение 2);

df1 = 6,4 - 0,8 · 2 - 0,99 · 0,4 = 4,4 см.

3.5. Определяем напряжение кручения

3.6. Определяем коэффициент безопасности

Kσ = 1,35 (п. 7.2.6);

Кt = 1,2 (п. 7.2.6).

4. Расчет червяка на жесткость.

Определяем прогиб червяка в осевом сечении

da1 = d1 + 2m = 6,4 + 1,6 = 8 см;

[f] » 0,01 m = 0,08.

f = 0,056 < 0,08 - жесткость обеспечена.

5. Определение КПД.

r = 1°40' (табл. 9 для Vск » 3,2 м/с).

6. Проверка редуктора по нагреву.

Максимально допустимый по нагреву момент на валу червячного колеса [M2]т равен

Кt = 7 ккал/ч·м2 - плохая вентиляция цеха; F » 20 a2w = 20 · 0,182 = 0,65 м2; n2 = 26 об/мин; ПВ £ 0,16; h = 0,81;

M2max = 280 кгс·м < [M2]т.

Пример 2. Определить наибольший допустимый момент на валу червячного колеса цилиндрической червячной передачи (по прочности зацепления) механизма передвижения крана.

Режим работы механизма - средний (ПВ » 0,25).

Параметры передачи:

число витков червяка z1 = 1;

число зубьев червячного колеса z2 = 40;

модуль m = 6,3 мм;

коэффициент диаметра червяка q = 10;

коэффициент смещения червяка X = +0,397;

частота вращения червяка n1 = 750 об/мин;

Материал венца червячного колеса - бронза Бр.АЖ9-4Л.

1. Определяем эквивалентный момент при расчете на заедание поверхностей зубьев по формуле (2)

По формулам табл. 1 приложения 2 определяем:

d2 = mz2 = 6,3 · 40 = 252 мм;

dw1 = (q + 2x)m = (10 + 2 · 0,397) · 6,3 = 68 мм.

н] определяем по табл. 4 в зависимости от vск

[σн] » 2900 кгс/см2.

Кк = 0,8 (табл. 2).

2. Определяем наибольший допустимый момент по формуле (4)

Kg = 0,71 (табл. 3).

3. Проверяем передачу на нагрев

Kt = 9 ккал/ч·м2·град (п. 9.1); F » 20аw2 = 20 · 0,162 = 0,51 м2; aw = 160 мм; h = 0,65;

Наибольший допустимый момент передачи

Пример. 3. Определить несущую способность зацепления глобоидной передачи редуктора привода лифтовой лебедки. Работа повторно-кратковременная ПВ £ 0,25.

Параметры передачи:

межосевое расстояние a = 160 мм;

передаточное число U = 56;

число заходов червяка z1 = 1;

число зубьев колеса z2 = 56;

зацепление модифицированное по ГОСТ 9369-66;

степень точности - 7-Ш по ГОСТ 16502-70;

частота вращения червяка n1 = 960 об/мин;

диаметр расчетной окружности d2 = 272 мм;

угол подъема витка червяка g = 5°32'; cosg = 0,995;

ширина венца колеса b = 34 мм.

Материал венца червячного колеса - бронза Бр.ОНФ.

σb = 29 кгс/мм2, σт = 17 кгс/мм2.

1. Определяем несущую способность по износу

По графикам черт. 2 для а = 160 мм и n1 = 960 об/мин

[M] = 270 кгс·м.

Наибольший крутящий момент на колесе (формула (11))

Кр = 0,71 (табл. 8).

2. Оценим допустимость действия момента M2max (на отсутствие пластической деформации) по формуле (12)

Кr = 0,78 (черт. 3);

н]м = 6σт = 6 · 1700 = 10200 кгс/см2 > σн.

Пластическая деформация поверхностей зубьев колеса при действии момента M2max не имеет места.

3. Проверяем прочность зубьев червячного колеса на срез по формуле (13)

Принимаем Кс = 5,5 по табл. 1 приложения 3;

 по табл. 1 приложения 3;

Допустимая нагрузка зацепления М2max = 370 кгс·м.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Область применения. 2

2. Материалы.. 2

3. Виды расчетов. 2

4. Расчетные нагрузки. 3

5. Расчет цилиндрических червячных передач. 3

6. Расчет глобоидных червячных передач. 7

7. Расчет на прочность и жесткость тела червяка. 10

8. Расчет кпд передачи. 13

9. Расчет передач на нагрев. 15

10. Смазка. 15

Приложение 1. Определение нагрузки тормозного выбега механизма передвижения крана. 16

Приложение 2. Расчет и выбор геометрических параметров цилиндрических червячных передач. 17

Приложение 3. Расчет геометрических параметров глобоидных червячных передач. 17

Приложение 4. Примеры расчета. 18

 



* Определение геометрических параметров приведено в приложении 2 справочном.

 






ГОСТЫ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ и ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ.
Некоммерческая онлайн система, содержащая все Российские Госты, национальные Стандарты и нормативы.
В Системе содержится более 150000 файлов нормативно-технической документации, действующей на территории РФ.
Система предназначена для широкого круга инженерно-технических специалистов.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования

Copyright © www.gostrf.com, 2008 - 2016