14. Червячные передачи: силы в зацеплении.

В приработанной червячной передаче, как и в зубчатых передачах, сила червяка принимается не одним, а несколькими зубьями колеса.

Окружная сила на червяке F_t1 численно равна осевой силе на червячном колесе:

F_t1 = F_a2 = 2M₂ / d₁, где М₂ – вращающий момент на червяке.

Окружная сила на червячном колесе F_t2 численно равна осевой силе на червяке F_a1:

F_t2 = F_a1 = 2M₂ / d₂, где М₂ – вращающий момент на червячном колесе.

Радиальная сила на червяке F_r1 численно равна силе на колесе F_r2:

F_r1 = F_r2 = F_t2 · tg α .

Направление осевых сил червяка и червячного колеса зависят от направления вращения червяка, а также от направления линии витка. Направление силы F_t2 всегда совпадает с направлением скорости вращения колеса, а сила F_t1 направлена в сторону, противоположную скорости вращения червяка.

15. Расчёт конических передач на контактную прочность и выносливость при изгибе.

Проектный расчет конической передачи заключается в определении главного параметра - внешнего делительного диаметра колеса и геометрических параметров конической передачи.

d_e2 ≥ 165 ³√(u ∙ M₂ ∙ 10³ / θ_H ∙ [σ_H]²) · Кн_β,

где θ_H - коэффициент вида конических колес. Для прямозубых колёс θ_H = 1. Для колёс с круговыми зубьями: ν = 1,5 – при твёрдости H < 350 HB₂ и шестерни H ≥ 45 РКС,

Кн_β – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца. Для прирабатывающих колёс с прямыми зубьями Кн_β = 1, с круговыми зубьями Кн_β = 1,1,

de₂ – внешний делительный диаметр колеса, мм,

u – передаточное число,

M₂ – момент на колесе, Нм,

[σ_H] – допускаемое контактное напряжение, которое выбирается по колесу, Н/мм². Полученное значение внешнего делительного диаметра колеса de₂ округлить до ближайшего числа по таблице нормальных линейных размеров.

Расчёт зубчатой закрытой передачи производится в два этапа: первый расчёт – проектный, второй – проверочный. Проектный расчёт выполняется по допускаемым контактным напряжениям с целью определения геометрических параметров зубчатой пары. В процессе проектного расчёта задаются целым рядом табличных величин и коэффициентов; результаты некоторых расчётных велечин округляют до целых или стандартных значений.

Проверить контактное напряжение σ_Н, Н/мм².

σ_Н = 410√F₁√u²+1 / ν_Hּde₂ ּb ּ Кн_β ּ Кн_α ּ Кн_v ≤ [σ_H],

где F_t = 2М₂ ∙ 10³ / d₂ – окружная сила в зацеплении, Н,

Кн_α = 1 – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями прямозубых колёс и колёс с круговыми зубьями,

Кн_{v –} коэффициент динамической нагрузки. Определяется по таблице в зависимости от окружной скорости колёс и степени точности передачи,

Кн_β – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по длине зуба

de₂ – внешний делительный диаметр колеса, мм,

M₂ – момент вращающий на колесе, Нм,

d₂ – средний делительный диаметр колеса, мм,

ν_{H –} коэффициент вида конических колёс,

b – ширина зубчатого венца шестерни и колеса, мм.

Допускаемая нагрузка передачи (σ_H < [σ_H]) не более 10% и перегрузка (σ_H > [σ_H]) до 5%. Если условие прочности не выполняется, то следует изменить ширину венца колеса и шестерни b. Если эта мера не даст должного результата, то либо надо увеличить внешний делительный диаметр колеса de₂, либо назначить другие материалы колёс или другую термообработку, пересчитать допускаемые контактные напряжения и повторить весь расчёт передачи.