17. Червячные передачи. Достоинства и недостатки. Геометрические параметры. Силы действующие в червячной передаче. К.П.Д. Передачи.

Червячные передачи:

Червячные передачи – это передачи зацеплением витков червяка и зубьев червячного колеса. Червяк – это винт с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой. Червячное колесо является косозубым зубчатым.

Достоинства: 1) возможность получения большого передаточного числа в одной ступени; 2) плавность и малошумность работы; 3) повышенная кинематическая точность.

Недостатки: 1) низкий КПД; 2) необходимость изготовления зубьев колеса из дорогих антифрикционных материалов; 3) повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки взаимного расположения червяка и колеса; 4) необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода.

Геометрические параметры:

d1=mq, d2=mz2- делительный диаметр червяка и колеса, df1-диаметр окр впадин червяка, da1-диам окр выступов черв, px осевой шаг, m=px/π осевой модуль черв, q=d1/m коэф диам черв, z1 – число заходов червяка. z2 – число зубьев колеса. da2 df2 диам верш и впад колеса, dam2 наиб диам кол, b2 ширина венца, aw- меж осьв раст, u передаточное число

К.П.Д. передачи:

К.П.Д. червячной передачи определяют по формуле:

η3= tg γ/ tg (γ+ ρ)

К.П.Д. увеличивается с увеличением числа заходов червяка (увеличивается γ) и с уменьшением коэффициента трения или угла трения ρ.

Если ведущим является колесо, то вследствие изменения направления сил получают

η3= tg (γ- ρ)/tg γ

При γ≤ρ η3=0 передача движения в обратном направлении становиться невозможной. Получаем самотормозящую червячную пару. Для надежности самоторможения рекомендуют γ≤0,5ρ.

Силы действующие зацеплении:

В червячном зацеплении действует: окружная сила червяка Ft1, равная осевой силе колеса Fa2,

Ft1= Fa2=2T1/d1

Окружная сила колеса Ft2, равная осевой силе червяка Fa1,

Ft2=Fa1=2T2/d2;

Радиальная сила

Fr1=Fa1 tg α/cosy

Нормал сила Fn=Ft2/(cosy cosa)

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

Расчет на прочность по контактным напряжениям:

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

Применяют и для червячного зацепления.

Принимая:

E₁=2.15* 10⁶ кгс/см²; E₂=0.9* 10⁶ кгс/см² ;

T₂ – крутящий момент на колесе; K_H – коэффициент расчетной нагрузки.

Расчет на прочность по напряжениям изгиба:

Напряжения изгиба

где YF2 – коэффициент формы зуба червячного колеса, зависит от эквивалентного числа зубьев червячного колеса z2

mn – нормальный модуль mn = mcos.

19 Тепловой расчет червячной передачи.

Сравнительно большие потери механической энергии в червячном зацеплении являются причиной нагревания смазочного материала и деталей передачи.

При установившемся режиме работы тепловой расчет производится на основе теплового баланса, т.е. количество выделившейся теплоты должно равняться количеству отведенной теплоты за то же время.

Количество тепла, которое выделится в результате работы редуктора Q1 (1)P1

Отводимое количество тепла Q2 kt A( tм tо ср)

То есть при тепловом балансе Q1 = Q2 или 1P1 kt Atм tо ср где kt – коэффициент теплоотдачи, А – площадь поверхности редуктора, tм – температура масла, tо ср – средняя температура окружающей среды, n – КПД редуктора.