Расчет червячной передачи на прочность по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.

Расчет на прочность по контактным напряжениям:

Основное уравнение:

E_пр=2E₁E₂/(E₁+ E₂), где E₁ и E₂ – модули упругости материала червяка и колеса.

Применяют и для червячного зацепления. Для архимедова червяков радиус кривизны витков червя в осевом сечении ρ=∞. При этом:

Удельная нагрузка для червячных передач:

Где - суммарная длина контактной линии; ε_α»1,8-2,2 – торцевой коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса; x’»0,75 – коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии.

Принимая:

α=20°; γ»10°; 2δ=100°; ε_α=1,8; E₁=2.15* 10⁶ кгс/см² (сталь); E₂=0.9* 10⁶ кгс/см² (бронза, чугун); v»0,3 и выполняя преобразования с учетом равенств d₂=mz₂; d₁=mq; m=2a_ώ/(z₂+q), получаем (кгс/см²)

где T₂ – крутящий момент на колесе, кгс*см; K_H – коэффициент расчетной нагрузки.

Расчет на прочность по напряжениям изгиба:

По напряжениям изгиба рассчитывают только зубья колеса, так как витки червяка прочнее зубьев колеса. В приближенных расчетах червячное колесо рассматривают как косозубое. При этом в основную формулу для напряжений изгиба зубьев вводят следующие поправки и упрощения

По своей форме зуб червячного колеса прочнее зуба косозубого колеса (примерн 40 %).

Для червяного зацепления

Для некоторого среднего значения γ»10° получим γ_β»0,93.

где K_F- коэффициент расчетной нагрузки; m_n=m cos γ.

 

 

Тепловой расчет червячной передачи. Способы смазки и охлаждения червячной передачи.

Механическая энергия, потерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает передачу. Если отвод тепла недостаточный, передача перегревается и выходит из строя.

Количество тепла, выделяющегося в передаче, ккал/ч

Q=860 (1-η) N₁,

где N₁- мощность на входном валу, кВт; η- К.П.Д. передачи.

Через стенки редуктора происходит естественное охлаждение. Количество тепла:

Q₁=K_t (t₁-t₀)S если Q≤Q₁ то естественного охлаждения достаточно.

Где S – поверхность охлаждения (только та часть наружной поверхности корпуса редуктора, которая изнутри омывается маслом или его брызгами, а снаружи- свободно циркулирующим воздухом), м²; t_1­ – внутренняя температура редуктора или температура масла(до 60-70°) °С; K_T – коэффициент теплоотдачи, ккал/м²*ч*град.

Искусственное охлаждения и смазка:

· Обдувают корпус воздухом с помощью вентилятора

· Устанавливают в корпусе водяные полости или змеевики с проточной водой

· Применяют циркуляционные системы смазки со специальными холодильниками

В первых 2-х случаях, а так же при естественном охлаждении смазка осуществляется путем частичного погружения одного из колес пары или червяка в масляную ванну. При циркуляционной смазке масло подают насосом в месте зацепления и к подшипникам.