39..Кпд червячной передачи

КПД червячной передачи определяют по формуле так же как и зубчатой. Различаются только формулы для определения потерь в зацеплении. По аналогии с винтовой парой для червячных передач запишем КПД зацепления при ведущем червяке:

.

КПД увеличивается с увеличением числа заходов червяка (увеличива­ется ) и с уменьшением коэффициента трения или угла трения . Если ведущим является колесо, то вследствие изменения направле­ния сил получают

.

При , = 0 передача движения в обратном направлении (от колеса к червяку) становится невозможной. Получаем самотормозящую червячную пару. Свойство самоторможения червячных передач используют в грузоподъемных и других механизмах. Следует учитывать, что, согласно формуле

,

КПД самотормозящей пере­дачи мал и всегда меньше 0,5. Для надежности самоторможения рекомендуют .

Опытом установлено, что при наличии удовлетворительной смазки значение коэффициента трения / зависит от скорости сколь­жения (червяк стальной, колесо из оловянной бронзы).

С увеличением снижается . Это объясняется тем, что повыше­ние , приводит к постепенному переходу от режимов полужидкост­ного трения к жидкостному трению.

Кроме скорости скольжения значение коэффициента трения за­висит от шероховатости поверхностей трения, а также качества смазки. В соответствии с этим меньшие значения от­носятся к передачам с закаленными полированными червяками при хорошей смазке.

Для предварительных расчетов, когда величины и , еще не известны, КПД можно оценивать ориентировочно по средним зна­чениям.

После определения размеров передачи выбранное значение КПД проверяют расчетом.

40.Силы в зацеплении

В червячном зацеплении действуют: окружная сила червяка , равная осевой силе колеса

;

окружная сила колеса , равная осевой силе червяка ,

;

радиальная сила ;

н

ормальная сила .

Формулы получены на основании рис., на кото­ром изображено осевое сечение витка червяка. В осевой плос­кости силы и являются составляющими (проекция нормальной силы на осевую плоскость). В фор­мулах и , и моменты на червяке и колесе:

.

Оценка и применение

На основе вышеизложенного можно отменить следующие основ­ные преимущества червячной передачи: возможность получения больших передаточных отношений в одной паре; плавность и бес­шумность работы; повышенная кинематичекая точность; возмож­ность самоторможения (при низком КПД).

Недостатки этой передачи: сравнительно низкий КПД; повышен­ный износ и склонность к заеданию; необходимость применения для колес дорогих антифрикционных материалов (бронза); повышенные требования к точности сборки (точное расположение оси червяка в средней плоскости колеса).

Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют при необходимости передачи движения между перекре­щивающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения и высокая кинематическая точ­ность, например делительные устройства, механизмы наведения и т. п. Червячные передачи применяют в подъемно-транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др.

Пониженный КПД и склонность червячных передач к заеданию ограничивают их применение областью низких и средних мощ­ностей при периодической кратковременной работе. Мощность чер­вячных передач обычно не превышает 50...60 кВт. При больших мощностях и длительной работе потери в червячной передаче столь существенны, что ее применение становится невыгодным.