Материалы и допускаемые напряжения

Материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию. Червяки изготовляют из углеродистых и легированных сталей, иногда витки червяки подвергаю термообработке до высокой твердости с последующим шлифованием.

Червячные колеса изготовляют из бронзы, реже латуни и чугуна.

Допускаемые контактные напряжения для оловянных бронз: при шлифованном и полированном червяке с твердостью ≥45 HRC; при другом червяке.

Для бронзы БрАЖ9-4 при шлифованном и полированном червяке с твердостью ≥45HRC, - коэффициент, учитывающий скорость скольжения. При проектном расчете .

Допускаемые напряжения изгиба для всех марок бронз .

Тепловой расчет, охлаждение и смазка передачи

Механическая энергия, потерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает ее. Количество теплоты выделяющейся в передаче, или тепловая мощность

,

где - мощность на входном валу; - КПД передачи.

Через стенки корпуса редуктора теплота отдается окружающему воздуху, происходит естественное охлаждение. Количество теплоты, отданной при этом в секунду, или мощность теплоотдачи,

,

где А – площадь поверхности охлаждения; - внутренняя температура редуктора или температура масла; - температура окружающей среды; К – коэффициент теплоотдачи.

Под площадью поверхности охлаждения А понимают ту часть площади наружной поверхности редуктора, которая изнутри омывается маслом или его брызгами, а снаружи – воздухом. При наличии ребер на этой поверхности в расчет берется 50% их поверхности.

Если , то естественного охлаждения достаточно, иначе необходимо применять искусственное охлаждения или снижать мощность передачи.

Искусственное охлаждение осуществляют следующими способами:

1. обдувают корпус с помощью вентилятора.

2. устраивают в корпусе водяные полости или змеевики с проточной водой

3. применяют циркуляционные системы смазки со специальными холодильниками.

В первых двух случаях, смазка осуществляется путем частичного погружения одного из колес пары или червяка в масляную ванну. Глубина погружения в масло не должна превышать высоты зуба или витка червяка для быстроходных колес и 1/3 радиуса тихоходных колес.

При циркуляционной смазке масло подают насосом в места зацепления и к подшипникам. При этом оно прогоняется через фильтр и холодильник.

Сорт масла выбирают в зависимости от окружной скорости и нагруженности передач.

Рисунок 7 - Охлаждение передач

Глобоидные передачи.

У глобоидных передач витки червяка образуются на глобоиде. Нагрузочная способность этих передач в полтора раза больше по сравнению с обычными червячными передачами. Повышение нагрузочной способности глобоидных передач объясняется одновременным зацеплением большого числа зубьев и благоприятным расположением линии контакта.

В глобоидном зацеплении линии контакта располагаются почти перпендикулярно направлению скоростей скольжения, что способствует образованию непрерывной масляной пленки на трущихся поверхностях. Благоприятные условия смазки способствуют устранению заедания и позволяют повысить значения контактных напряжений. Изготовление червячных передач с глобоидным червяком значительно сложнее. При сборке необходимо обеспечить точное осевое положение не только колеса, но и червяка. Передачи очень чувствительны к износу подшипников и деформации. Это ограничивает применение глобоидных передач.

Рисунок 8 – Глобоидный червяк

Контрольные вопросы: 1. Какие различают виды червяков и червяч­ных передач?

2. Почему червячная цилиндрическая передача с архимедовым червяком имеет преимущественное распространение? 3. Когда применяют чер­вячные передачи с конволютными и эвольвентными червяками? 4. Где применя­ют червячную глобоидную передачу? 5. Каковы преимущества и недостатки червячной передачи по сравнению с зубчатой и где ее применяют? 6. Как опре­деляется КПД червячной передачи? 7. Чем характеризуется самоторможение червячной передачи? 8. Когда применяют самотормозящую червячную передачу? 9. Из каких материалов изготовляют червяки и червячные колеса? 10. Чему равно минимальное число зубьев червячного колеса? 11. Как определяют число заходов резьбы червяка и делительный диаметр цилиндра? 12. Какие силы дей­ствуют на червяк и на червячное колесо и как их определяют? 13. Как произво­дится расчет зубьев червячных колес цилиндрической червячной передачи на контактную прочность? на изгиб? 14. Какова методика расчета глобоидных пе­редач? 15. Какова конструкция современных червячных редукторов? 16. Какие основные параметры червячных цилиндрических передач редукторов общего назначения нормализованы ГОСТами? 17. Какие основные параметры червячных глобоидных передач нормализованы ГОСТами? 18. Как осуществляется смазка червячных передач? 19. Как производится расчет червячных редукторов на от­вод теплоты?