Особенности расчета червячных передач по контактным и изгибным напряжениям

Так как червяки изготавливают из более прочного материала, чем венцы червячных колес, то на прочность проверяют только зубья колеса. Основные причины выхода из строя червячных передач - поверхностное разрушение, заедание и износ зубьев. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев происходит в передачах с колесами, изготовленными из твердых бронз. Поломка зубьев главным образом происходит после их износа. В связи с тем, что поверхностное разрушение зубьев зависит от контактных напряжений, а поломка -от напряжений изгиба, червячные колеса рассчитывают на прочность по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.

Особенности расчета на контактную прочность.

По аналогии с расчетом зубчатой передачи наибольшее контактное напряжение определяют по формуле Герца:

При этом ρ_пр=ρ₂, т.к. ρ₁=∞ (витки червяка имеют профиль прямобочной рейки). Для бронзы Е =0,98∙10⁵ МПа, а Е_пр = 1,33^.10⁵ Мпа.

После преобразования исходной формулы получают формулу проверочного расчета червячной передачи:

Решив уравнение относительно a_w,получают формулу проектировочного расчета:

Коэффициент нагрузки К_H принимают в пределах 1,1 ...1,3.

Допускаемые контактные напряжения для безоловянистых бронз и чугунов выбирают из условия сопротивления заеданию в зависимости от скорости скольжения:

[σ]₂=300-25∙V_s (бронза); [σ]₂=180-45∙V_s

Для оловянистых бронз допускаемое контактное напряжение выбирают из условия сопротивления материала поверхностной усталости:

Особенности расчета на изгибную прочность.

Этот расчет производится как проверочный. Вывод формулы аналогичен расчету зубьев цилиндрических косозубых колес. При этом в формулу вводят следующие поправки и упрощения. Зубья червячного колеса вследствие дуговой формы на 40 % прочней зубьев цилиндрического косозубого колеса. Особенности формы зуба червячных колес учитывает коэффициент формы зуба -У_Р. Причем он выбирается с учетом эквивалентного числа зубьев колеса:

,

Допускаемые напряжения изгиба для всех видов бронз:

25)Ременные передачи: достоинства и недостатки, классификация.

Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватыва­ющего шкивы. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шки­вами и ремнем вследствие натяжения последнего.

Достоинства:

- простота изготовления и обслуживания;

- плавность работы - смягчение толчков, бесшумность;

- малая стоимость;

- возможность работы с высокими частотами вращения;

- возможность автоматического предохранения от перегрузки за счет проскаль­зывания ремня;

- возможность передачи движения на значительные расстояния.

Недостатки:

- значительные габариты;

- неизбежность некоторого упругого скольжения ремня;

- повышенные нагрузки на валы и опоры;

- низкая долговечность ремня.

Ремни должны обладать достаточной прочностью, долговечностью, гибкостью, износостойкостью и определенной тяговой способностью, т.е. надежностью сцепления ремня со шкивами. По форме поперечного сечения применяются следу­ющие разновидности ремней:

а)плоские ремни.Ремень в виде узкого прямоугольника.

Применяют следующие материалы:

- кожаные ремни. Обладают хорошей тяговой способ­ностью и высокой долговечностью, хорошо переносят колебания нагрузки. Высокая стоимость кожаных рем­ней ограничивает их применение;

- прорезиненные ремни. Самыми распространенными являются прорезиненные ремни, состоящие из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной рези­ной. Их изготавливают трех типов: А, Б иВ. Резиновые про­слойки повышают гибкость ремней и коэффициент трения между ремнем и шкивами. Ткань обеспечивает прочность и долговечность;

- хлопчатобумажные и шерстяные ремни. Применяются для передачи небольших мощностей;

б)Клиновые ремни.Имеют основное применение.Ремни бесконечной длины трапециевидного сечения.Входят в канавки шкива соответствующего профиля. Контакт по боковым стенкам.

Применяют ремни с различной структурой поперечного сечения. Слои шнурового корда являются основным несущим эле­ментом ремня. Они располагаются в зоне нейтраль­ного слоя для повышения гибкости. Тканевая обертка увеличивает прочность ремня и предохраняет от износа.Для передач общего назначения по ГОСТ 12841-80 изготавливают 7 типов клиновых ремней О, А, Б, В, Г, Д, Е, отличающихся размерами поперечного сечения;

в) круглые ремни.Изготавливаютют из кожи, капрона, хлопчатобумажных материа­лов. Применяют только для малых мощностей в приборах и машинах домашнего обихода;

г)поликлиновые ремни (ТУ 38-105763-84).Бесконечные плоские ремни с продольными клиновыми выступами на внутренней поверхности, входящими в кольцевые клиновые канавки в шкивах. Ремни сочетают достоинства плоских ремней - монолитность и гиб­кость, и клиновых - повышенную силу сцепления со шкива­ми.

Несущий слой ремней выполняют в виде кордшнура из химических волокон.

Усилия и напряжения в ветвях ремня. Критерии работоспособности ременных передач.