21 Расчет на контактную прочность цилинд-ой и конические передачи
Расчет зубьев выполняют для фазы зацепления в полюсе.: σH=<[σH] где σH – максимальное контактное напряжение на активной поверхности зубьев; [σH] – допускаемое контактное напряжение. Контактные напряжения σH одинаковы для обоих колес, поэтому расчет выполняют для того колеса, у которого [σH] меньше. Для расчета зубчатой передачи на контактную прочность необходимо иметь уравнение, связывающее максимальное напряжение σH с внешней нагрузкой и параметрами передачи.
Прямозубые и косозубые цилиндрической передачи
σF=(ZHZMZε[{Ft1KНαKНβKНV(U±1)}/(UBdN1)]1/2) где ZH – коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей; ZM– коэффициент, учитывающий механические свойства материалов колес (модули упругости Е1 и Е2 и коэффициенты Пуассона, υ1 и υ2). ZM = 275 – для стальных колес; Zε – коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий. Zε=({1-εα}/3)1/2 – для прямозубых передач. Zε=(1/εα)1/2 – для косозубых передач. KHα=1 в предварительных расчетах, KHβ и KHυ– из таблиц; aw– межосевое расстояние; Bw– ширина колеса; U – передаточное число. B ширина венца колеса Конические передачи (прямозубые)
σF=(ZHZMZε[{FtKFαKFβKFV(U2+1)1/2}/(υHBdl1)]1/2) где υH=0,85 –для прямозубых , dl1- внешний делительный диаметр
22.Общие сведения. Геометрические и кинематические особенности червячных передач
Червячная передача представляет собой передачу, у которой ведущее колесо (червяк) выполнено с малым числом зубьев (Z1 = 1 – 4), а ведомое (червячное) колесо имеет большое число зубьев (Z2 > 28). Угол скрещивания осей обычно 90°. Червяки бывают: 1) червяк, торцовым профилем которого является архимедова спираль, называют архимедовым; 2) конволютный червяк: 3) эвольвентный червяк представляет собой косозубое зубчатое колесо с очень большим углом наклона и малым числом зубьев. Червяки имеют стандартный угол профиля α = 20° в осевом сечении. Достоинства состоят в возможности получения больших передаточных отношений в одной ступени, плавности и бесшумности работы, возможности самоторможения. Недостаток – низкий КПД, который ведет к большому тепловыделению, а также необходимость применения цветных металлов существенно ограничивают области использования червячных передач (мощность до 50-60 кВт, окружная скорость до 15 м/с). Диаметр делительного цилиндра червяка (см. рис. 22.2) d1=qm , где m=P/π – осевой модуль червяка, стандартизован ГОСТ 19642-74 (m = 1; 1,25; и т.д.); Р – шаг червяка; q – коэффициент диаметра червяка. Делительный угол подъема винтовой линии γ (обычно 5-20°) определяется из формулы tgγ= (πmZ1)/(πd1)= Z1/q , где Z1 = 1; 2; 4 - число витков червяка. При меньшем числе заходов Z1, угол γ будет меньше, будет ниже и КПД; при больших Z1 увеличиваются радиальные габариты и стоимость передачи. При U = 10-18, 18-40 число заходов соответственно 4 и 2, а при U > 40 число заходов 1 . Диаметры окружностей вершин и впадин червяка da1=d1+2m ; df1=d1-2.4m Червячное колесо является косозубым с углом наклона линии зуба β=γ. d2=mZ2 ; где Z2 – число зубьев колеса. Межосевое расстояние aw=(mq+ mZ2)/2 = (d1+ d2)/2 . Передаточное отношение червячной передачи U=w1/w2=Z2/Z1 =(πd2)/(πmZ1) Обычно i = 20-60 в силовых передачах i ≤ 300 в кинематических цепях приборов и делительных механизмов. КПД передачи η=(T2W2)/(T1W1) где Т1 и w1– вращающий момент и угловая скорость червяка; Т2 и w2– то же для колеса.