4.3.4. Определение сил в зацеплении

Окружная сила на колесе, равна осевой силе на червяке

. (4.64)

Окружная сила на червяке, равна осевой силе на колесе

. (4.65)

Радиальная сила

(для стандартного угла =20^о tg20^o=0,364) (4.66)

4.3.5. Проверка зубьев колеса по контактным напряжениям

Предварительно определяют окружную скорость на колесе, м/c

. (4.67)

Принимают коэффициент нагрузки K = 1 при окружной скорости колеса V₂ ≤ 3м/с; K = 1,1…1,3 при V₂ > 3м/с [1, с.39 ].

Контактное напряжение определяют по формуле [2, с.119]

, (4.68)

Допускаемое напряжение определяется по табл.18.

4.3.6.Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба [1, с.41 ]

, (4.69

где K - коэффициент нагрузки, определенный выше;

Y_F2 – коэффициент формы зуба колеса, определяемый в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса Z_V2

_(4.70)

γ – угол подъема витков червяка.

Таблица 20

Значения коэффициента формы зуба червячного колеса

zv2	YF2	zv2	YF2	zv2	YF2	zv2	YF2
20 24 26 28	1,98 1,88 1,85 1,80	30 32 35 37	1,76 1,77 1,64 1,61	40 45 50 60	1,55 1,48 1,45 1,40	80 100 150 300	1,34 1,30 1,27 1,24

При проверочном расчёте σ_F должны получаться меньше [σ] _F, так как нагрузочная способность червячных передач ограничивается контактной прочностью зубьев червячного колеса.

4.3.7. Определение кпд передачи

Коэффициент полезного действия червячной передачи

, (4.71)

где- приведённый угол трения, определяемый экспериментально с учётом относительных потерь мощности в зацеплении, в опорах и на перемешивание масла. Значение углапринимают в зависимости от скорости скольжения по табл.21.

Таблица 21

Значение приведённого угла

Vs,м/с	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	7,0	10	15
	310 340	230 310	220 250	200 230	140 220	130 200	120 140	100 130	055 120	050 110

Меньшее значение - для оловянистой бронзы, большее - для безоловянистой бронзы, а также для латуни и чугуна.

4.3.8.Тепловой расчёт

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты проверяют на нагрев: температура нагрева масла (корпуса) при рабочем режиме должна быть меньше максимальной допустимой температуры[1, с.41-43]

. (4.72)

(4.73)

где Р₁ – мощность на валу червяка, Вт;

К_Т = 13…18 Вт/(м²∙) – коэффициент теплоотдачи при естественном охлаждении для чугунных редукторов;

А – поверхность охлаждения корпуса, равная сумме поверхностей всех его стенок за исключением поверхности дна, которой корпус прилегает к плите или раме. Приближённо площадь А (м²) можно принять по табл.22 в зависимости от межосевого расстояния а_w передачи.

Таблица 22

Значение площади А поверхности охлаждения корпуса червячного редуктора

аw, мм	80	100	125	140	160	180	200	225	250	280
А,м2	0,16	0,24	0,35	0,42	0,53	0,65	0,78	0,95	1,14	1,34

ψ = 0,3 – коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в основание (раму или плиту);

Если условие не выполняется, то редуктор можно охлаждать при помощи установленного на валу червяка вентилятора.

Тогда , (4.74)

где К _ТВ - коэффициент при обдуве вентилятором:

n_в 750 1000 1500 3000

К _ТВ 24 29 35 50

Частота вращения вентилятора n_в = n₁ , об/мин.