48 Вопрос. Почему кпд червячной передачи меньше, чем у зубчатой передачи. Способы его повышения.
КПД червячной передачи, так же как и зубчатой, определяют по формуле η= 1- (Ψз+ Ψп+ Ψг).Различаются только формулы для определения потерь в зацеплении. По аналогии с винтовой парой запишем для червячных передач КПД зацепления при ведущем червяке: ηз=tgy/tg(y+φ).
При ведущем колесе: ηз= tg(y-φ)/tgy.
КПД увеличивается с увеличением числа заходов червяка( увеличивается у).
49 Вопрос. В каких случаях и почему целесообразно применять червячную передачу.
Преимущества: большие передаточные отношения, плавность и бесшумность работы, повышение кинематической точности, возможность самоторможения.
Недостатки: низкий КПД, повышенный износ, склонность к задеванию, точность сборки, дорогие материалы для колес(бронза).
Червячные передачи применяют при необходимости движения между перекрещивающимися валами, в механизмах, где нужны большие передаточные отношения, высокая точность. Применяются в подъемно-транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др.
50 Вопрос. Силы в зацеплении червячной передачи.
В червячном зацеплении действуют:
1).окружная сила червяка Ft1=Fa2=2T1/d1, равная осевой силе Fa2 колеса;
2). окружная сила колеса Ft2=Fa1=2T2/d2, равная осевой силе Fa1 червяка;
3). радиальная сила Fr = Ft2 tqα;
4).нормальная сила Fn = Ft2/(cosα cosγ).
T1 и T2 – моменты на червяке и колесе, причем: T2 = T1 i η.
Для предварительных расчетов, КПД выбирают в зависимости от
числа заходов червяка из таблицы.
51 Вопрос. Критерии работоспособности червячной передачи.
Основные
критерии работоспособности червячной
передачи являются:
Рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям, применение мягкие и антифрикционные материалы ( червяк – сталь, колесо – бронза или чугун).
Уменьшение контактных напряжений ,расчет по ним является основным, расчет по напряжениям изгиба является проверочным.
52 Вопрос. Отличия расчетных формул контактного и изгибного напряжений червячной передачи по сравнению с зубчатой передачей.
Расчет
на прочность по контактным напряжениям
ведется по зубу колеса, т.к. оно
выполняется из менее прочного материала.
Исходной зависимостью для расчета
является формула Герца-Беляева:
– удельная нагрузка,
– радиус
кривизны витков червяка,
– модуль упругости.
По напряжениям изгиба рассчитывают только зубья колеса, так как витки червяка по форме и материалу значительно прочнее зубьев колеса. Червячное колесо приближенно рассматривается как цилиндрическое косозубое. При этом учитывают: 1).по своей форме зуб червячного колеса прочнее зуба косозубого колеса (примерно на 40%). Это связано с дуговой формой зуба; 2).червячная пара сравнительно хорошо прирабатывается. Поэтому принимают KFα=1; Yβ=1. 53 Вопрос. Материалы для червяка и червячного колеса. Червяки изготавливают из углеродистых и легированных сталей. Наибольшей нагрузочной способностью обладают пары , у которых витки червяка подвергают термообработке до высокой твердости(закалка, цементация и пр.) с последующим шлифованием.
Червячные колеса изготавливают из бронзы реже из латуни и чугуна. Оловянные бронзы типа ОФ10-1,ОНФ считаются лучшими материалами, однако, дорогие и дефицитны. Безоловянные (алюминиев – железистые) обладают повышенной мех.харак-ми.,но имеют пониженные противозадирные св-ва.