Расчет на прочность червячной передачи
Расчет по контактным напряжениям является основным (проектировочным), а по напряжениям изгиба — проверочным.
В основу расчета по контактным напряжениям положена формула Герца. После подстановки параметров червячного колеса, коэффициентов, учитывающих характер нагрузки, и соответствующих преобразований получена формула для проверочного расчета передачи:
где КН — коэффициент нагрузки, для червячных передач КН = 1...1,5.
Выразив из полученной формулы межосевое расстояние, получим формулу для проектировочного расчета червячной передачи:
При расчете задаются ориентировочными значениями КПД редуктора, скорости скольжения в передаче, определяют вращающие моменты. По принятой величине скорости скольжения выбирают материал венца колеса и определяют допускаемое напряжение. По заданному передаточному числу определяют число заходов червяка и число зубьев колеса: и = z2/z1..
Полученное при расчете aw округляют (см. табл. П5 Приложения).
По рассчитанному межосевому расстоянию определяют геометрические параметры передачи и уточняют их по стандартам.
Определяют усилия в зацеплении. Проводят проверку полученной передачи на изгиб.
Формула для проверочного расчета передачи на изгиб
где KF — коэффициент нагрузки; YF — коэффициент формы зуба, выбирается по приведенному числу зубьев
(табл. П2 Приложения).
Скорость скольжения в передаче (см. рис. 8.3)
Рекомендации по расчету на прочность червячной передачи
• После расчета межосевого расстояния модуль передачи определяют по формуле
• Минимальное значение q из условия жесткости червяка qmin = 0,212z2. Полученное значение уточняют по стандарту (табл. ПЗ Приложения), при этом можно изменить z2, увеличив или уменьшив на 1—2 зуба.
• Ширина венца червячного колеса зависит от числа витков червяка:
• Допускаемые напряжения для материалов венца колеса зависят от способа отливки и марки бронзы или чугуна, от твердости рабочей поверхности червяка, долговечности передачи.
Тепловой расчет червячной передачи
Вследствие невысокого КПД в червячных передачах выделяется большое количество теплоты. Масло, детали передачи и стенки корпуса нагреваются.
Если отвод теплоты недостаточен, передача перегревается, резко уменьшается вязкость масла, возникает опасность выдавливания смазочного материала и заедания.
Тепловой расчет передачи проводят из условия теплового баланса: тепловыделение должно равняться теплоотдаче.
Глава 9. Ременные передачи
Иметь представление об упругом скольжении ремня, усилиях и напряжениях в ремне при передаче вращающего момента.
Знать типы ремней и шкивов; геометрические характеристики ременных передач, формулы для расчета передаточного отношения, межосевого расстояния передачи, длины ремня; знать основы расчета плоскоременных и клиноременных передач по тяговой способности; формулы для определения усилий натяжения ветвей ремня; формулы для определения напряжений в поперечных сечениях ремня.
Уметь пользоваться таблицами стандартов для выбора ремней передачи.
Уметь пользоваться кривой скольжения и КПД ремня для определения приведенного полезного напряжения в ремне; знать обозначения и физический смысл коэффициенов в формуле для определения допускаемого полезного напряжения.
Ременная передача — фрикционная передача (нагрузка передается силами трения) с помощью гибкой связи (упругого ремня).
Ременная передача применяется для соединения валов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (рис. 9.1).