46) Расчет червячной передачи по контактным напряжениям

Основное значение для червячных передач имеют расчеты на сопротивление контактной усталости, усиленному износу и заеданию. Расчет передачи проводят по контактным напряжениям, причину выхода из строя учитывают при выборе допускаемых напряжений.

формулу Герца для начального линейного контакта двух цилиндров по их образующим. Коэффициент Пуассона считают равным 0,3:

, ( 12.34)

получают зависимость для проверочного расчета червячной передачи по контактным напряжениям:

( 12.39)

В проектном расчете выражают из (39) межосевое расстояние передачи с упрощающим предположением :

На этапе проектного расчета параметры передачи и обычно неизвестны, поэтому как первое приближение принимают и получают

. ( 12.40)

В дальнейшем, после округления до ближайшего стандартного значения и определения и проводят проверочный расчет по ( 12.39 ).

Максимальные контактные напряжения:

, ( 12.41)

где - максимальный вращающий момент на валу колеса.

47)Тепловой расчет и охлаждение передач

Значительное тепловыделение при работе червячной передачи приводит к нагреву масла. Превышение предельной для масла температуры приводит к потере им защитных свойств и опасности заедания в передаче. Современные смазочные материалы сохраняют свои свойства до . Расчет при установившемся тепловом состоянии проводят, рассматривая состояние теплового баланса:

, ( 12.44)

где - количество теплоты (Вт), выделяющейся при непрерывной работе передачи в единицу времени; - количество теплоты, отводимой с поверхности корпуса передачи и через основание в единицу времени.

, ( 12.45)

где - КПД передачи без учета потерь на привод вентилятора, - мощность на червяке, кВт.

, ( 12.46)

где - коэффициент теплоотдачи с поверхности корпуса, равный ; и - соответственно температура масла и окружающего воздуха, ; - поверхность теплоотдачи корпуса передачи (без учета площади основания), ; - коэффициент, учитывающий теплоотвод через основание, при установке корпуса на металлическом основании достигает , при бетонном основании .

Из выражений (12.44), (12.45) и (12.46) определяют температуру масла

. ( 12.47)

Если , то предусматривают отвод избыточной теплоты. Этого достигают:

оребрением корпуса ( увеличивается ),

искусственной вентиляцией ( возрастает ),

водяным охлаждением масла ( снижается ).

48) Расчет червячной передачи по напряжениям изгиба зуба колеса

В большинстве случаев напряжения изгиба не определяют размеры передачи и являются значимыми только при больших числах зубьев колес ( ).

Расчет ведут для зубьев колеса, так как витки червяка значительно прочнее. За основу принят расчет косозубых цилиндрических колес, повышенная прочность зубьев червячных колес связана с их дуговой формой и естественным смещением, имеющим место во всех сечениях, кроме среднего (рис. 12.6, сечение АА).

Напряжения изгиба у основания зубьев

,

где - коэффициент, учитывающий форму зубьев, определяется по эквивалентному числу зубьев ; - нормальный модуль, ; множитель учитывает наклон зуба и работу зуба как пластины, а не как балки.

После подстановки выражения для нормальной погонной нагрузки из ( 12.38) получают

. ( 12.42)

Максимальные напряжения изгиба при действии пиковой нагрузки:

. ( 12.43)