Расчёт на прочность по напряжениям изгиба

По напряжениям изгиба рассчитывают только зубья колеса, так как витки червяка по форме и материалу значительно прочнее. Точный расчёт по напряжениям изгиба усложняется переменной формой сечения зуба по ширине колеса и тем, что основание зуба расположено не по прямой линии, а по дуге окружности. В приближённых расчётах червячное колесо рассматривают как косозубое. При этом в формулу (4) для косозубой цилиндрической передачи вводят следующие поправки и упрощения.

1. По своей форме зуб червячного колеса прочнее зуба косозубого колеса (примерно на 40%). Это связано с дуговой формой зуба и тем, что во всех сечениях, кроме среднего, зуб червячного колеса нарезан как бы с положительным смещением. Особенности формы зуба учитываются коэффициентом формы зуба Y_F.

2. Червячная пара сравнительно хорошо прирабатывается, поэтому Y_e×Y_b» 0,7.

Тогда формула (4) принимает вид: , МПа (13)где: w_Ft – удельная расчётная окружная сила; ;K_F – коэффициент расчётной нагрузки;m_n – модуль нормальный: m_n = m×cosg.Коэффициент формы зуба выбирается по таблицам в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса .

Расчётная нагрузкаДля червячных передач приближённо принимаютK_H = K_F = K_vK_b,где: K_v – коэффициент динамической нагрузки;K_b - коэффициент концентрации нагрузки.

Как отмечено выше, одним из достоинств червячной передачи является плавность работы. Поэтому динамические нагрузки здесь не велики. Хорошая прирабатываемость материалов червячной пары уменьшает неравномерность нагрузки по длине зуба. Всё это позволяет при постоянной нагрузке приниматьK_H = K_F = 1.

Основные преимущества червячной передачи: возможность получения больших передаточных отношений в одной паре; плавность и бесшумность работы; повышенная кинематическая точность; возможность самоторможения при низком КПД.

Недостатки передачи: сравнительно низкий КПД; повышенный износ и склонность к заеданию; необходимость применения для колёс дорогих антифрикционных материалов (бронза); повышенные требования к точности сборки.

Червячную передачу, показанную на рис. 4, называют глобоидной.

Рис. 4Витки ее червяка расположены на глобоидной (торовой) поверхности. Эта передача появилась сравнительно недавно, имеет повышенную нагру­зочную способность (в 1,5—2 раза больше, чем у обычных червячных пере­дач), так как линия контакта в глобоидных передачах располагается благо­приятно, что улучшает условия для образования масляных клиньев, и в за­цеплении находится большее число зубьев колеса и витков червяка.

Глобоидные передачи требуют повышенной точности изготовления и монтажа, искусственного охлаждения. Эти передачи применяют реже, чем цилиндрические.

Вопрос 24