Силы, действующие в зацеплении червячной передачи

Сила, действующая с зуба колеса на виток червяка, приложенная в полюсе зацепления, представлена тремя составляющими, взаимно перпендикулярными друг к другу (как у косозубых цилиндрических колесах (рис.48, 49)).

 

Рис 48. Силы, действующие в червячных передачах.	Рис. 49. Силы, действующие на основные детали червячной передачи

 

1. Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе (рис. 48)

(7.7)

2. Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

(7.8)

3. Радиальная сила

(7.9)

4. Сила нормального давления

(7.10)

5. Соотношение крутящих моментов

(7.11)

КПД червячной передачи

Коэффициент полезного действия червячной передачи определяется произведением отдельных КПД:

где - потери на винтовое трение, - потери на взбалтывание и разбрызгивание масла, - потери в опорах.

В свою очередь

Передаточное число

Подставляя, получим:

Таким образом

или

(13)

так как известно, что

где - приведенный угол трения, уменьшающийся с увеличением скорости скольжения, поскольку улучшаются условия образования масляного клина КПД червячной передачи, возрастает при увеличении числа заходов и уменьшении .

Если ведет червячное колесо . При передача будет самотормозящейся (h< 0), и обратное вращение червяка невозможно.

Коэффициент нагрузки

Вследствие неизбежных ошибок изготовления червяков и червячных колес, а так же прогибов червяка и колеса под нагрузкой, используют коэффициент расчетной нагрузки:

 

Здесь -коэффициент концентрации нагрузки по длине зубьев

где - коэффициент деформации червяка, зависящей от числа заходов ( ) и коэффициента диаметра червяка (q), - наибольший длительно действующий крутящий момент на валу червячного колеса;

- средний по времени действия крутящий момент на валу колеса:

где - значения крутящих моментов на валу колеса по графику нагрузки;

- время действия соответствующих моментов в часах.

При постоянной нагрузке .

Коэффициент динамической нагрузки вследствие плавной работы червячной передачи и невысокой скорости колеса ( м/с) принимают .

 

Материалы и допускаемые напряжения

Материалами для изготовления червяка являются стали, которые подразделяют на:

1) не термообрабатываемые; 2) улучшаемые; 3) поверхностно – закаливаемые; 4) цементируемые под закалку; 5) азотируемые.

Наиболее применяемый материал – сталь 18ХГТ с твердостью поверхности после цементации и закалки 56…63 HRC. Используют так же стали 40Х, 40ХН, 35ХГСА с поверхностной закалкой до твёрдости 45…55 HRC. Во всех случаях требуется шлифование и полирование рабочих поверхностей червяка. Однако применение азотированных сталей 38Х2МЮА, 38Х2Ю позволяет исключить шлифование червяка.

Червячное колесо выполняют составным, состоящим из ступицы и зубчатого венца. Венец изготавливают из антифрикционного относительно дорогого материала, а ступицу – из стали или чугуна.

Материалы венцов червячных колес в порядке снижения сопротивляемости заеданию и износу, следующие:

1) оловянистые бронзы (БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1, БрО5Ц5С6 и др.);

2) безоловянистые бронзы и латуни (БрА9ЖЗЛ, БрА10Ж4Н4Л, ЛЦ38МЦ2С2 и др.);

3) чугуны (СЧ15, СЧ18 и др.). Их применяют при скорости скольжения м/с.

Наилучшими антифрикционными и антизадирными качествами обладают сплавы меди, легированные оловом (оловянистые бронзы), у которых предел прочности . Их применяют при . Сплавы меди, легированные алюминием (безоловянистые бронзы), имеющие, как правило, , применяют при .

Типовые отказы червячных передач

Для червячных передач характерны следующие виды отказов:

1. выкрашивание рабочей поверхности зубьев колеса;

2. заедание и износ;

3. поломка зуба червячного колеса;

4. заклинивание передач;

5. поломка тела червяка;

6. перегрев.

Для устранения этих неисправностей в работе червячной передачи применяют следующие виды расчетов:

1. Расчет на контактные напряжения по условию усталостного выкрашивания рабочей поверхности для оловянистых бронз или по условию заедания для других материалов венца колеса. (пункты 1 и 2).

2. Расчет зубьев венца червячного колеса на изгиб (пункт 3).

3. Проверка тела червяка на прочность и жесткость (Пункты 4, 5).

4. Проверка червячной передачи на нагрев (пункт 6).

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. B передачи выходного вала компоненты
2. I, Верхние передачи мяча двумя руками — 15 мин,
3. Акт приёма-передачи базы данных
4. Алхимия Силы, Мудрости и Любви
5. Аналоговые многоканальные системы передачи
6. Архетипы – это не боги, с которыми можно торговаться, от которых можно что-то получить, а силы, на которые мы не влияем, но которые влияют на нас и безмерно превосходят нас.
7. В течение какого срока проводится комплексное опробование работы линии электропередачи перед приемкой в эксплуатацию?
8. Вал выбора передачи в сборе.
9. Внутренняя энергия. Энтальпия. Теплота и работа – две формы передачи энергии.
10. Воздушные линии (ВЛ) электропередачи
11. ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И ТОКОПРОВОДЫ
12. Вопрос № 1. Правовые основы, условия и пределы применения сотрудниками полиции физической силы, специальных средств и огнестрельного оружия.