Причины отказов и виды расчётов червячных передач.

Причи­нами отказа передачи могут быть: усталостное выкрашивание на боковых поверхностях зубьев колеса для материалов, стойких к заеданию; износ зубьев колеса; заедание при твёрдых материалах колёс; пластическая деформация поверхностей зубьев колеса (при перегрузках); усталостная поломка зубьев колеса (в результате изнашивания).

Основное значение для червячных передач имеют расчёты на сопро­тивление усталостному выкрашиванию, износу и заеданию. В основу расчё­та, как и для зубчатых передач, положена формула Г. Герца. Искомый параметр — межосевое расстояние передачи a_w. При проектировочном расчёте

Обычно напряжения изгиба не определяют размеры передачи и являют­ся значимыми только при числе зубьев колеса z₂ > 90. Условие проверки проч­ности на изгиб зуба колеса имеет вид : σ_F ≤ [σ_F]. Допускаемые контактные на­пряжения для оловянистых бронз [σ_H] = 130... 160 МПа, а допускаемые изгибные напряжения для бронз [σ_F ] = 35.. .75 МПа.

Значительное тепловыделение при работе червячной передачи приводит к нагреву масла, потере им защитных свойств и опасности заедания в передаче, поэтому проводят расчёт передачи на теплостойкость по условию

где t₀ - температура воздуха в помещении; обычно принимают t₀ = 20 °С;

N₁ - мощность на валу червяка, кВт;

η - КПД передачи;

К_т - коэффициент теплопередачи с поверхности корпуса; при естествен­ном охлаждении К_т = 12...18 Вт/(м²∙°С), при установке вентилятора на валу червяка К_т = 18...30 Вт/(м²∙°С), при охлаждении смазки в картере проточной водой К_т = 30...200 Вт/(м²∙°С);

S - поверхность теплопередачи корпуса (без учёта площади днища кор­пуса редуктора), м²;

ψ - коэффициент, учитывающий теплоотвод через днище корпуса редук­тора; при установке корпуса на бетонном основании ψ = 0, при установке корпуса на металлическом основании ψ = 0,3.3.

Лекция №15 Планетарные и волновые зубчатые передачи. Передачи Новикова.

Общие сведения

Планетарными называют передачи, имеющие зубчатые колеса с подвижными осями. Наиболее распространенная простая одно­рядная планетарная передача (рис. 98) состоит из центрального колеса а с наружными зубьями, неподвижного центрального колеса b с внутренними зубьями, сателлитов g - колес с наружными зубья­ми, зацепляющихся одновременно с а и b (здесь число сателлитов n_w = 3), и водила h, на котором закреплены оси сателлитов. Водило соединено с тихоходным валом. В планетарной передаче одно коле­со остановлено (соединено с корпусом).

Рис. 98. Планетарная передача.

1- солнечное колесо, 2 - сателлиты, 3- корончатое колесо, 4 - водило.

При неподвижном колесе b вращение колеса а вызывает враще­ние сателлита g относительно собственной оси, а обкатывание са­теллита по колесу b перемещает его ось и вращает водило h. Сател­лит таким образом совершает вращение относительно водила и вме­сте с водилом вокруг центральной оси, т.е. совершает движение, по­добное движению планет. Поэтому передачи называют планетарными.

При неподвижном колесе b движение передают чаще всего от колеса а к водилу h; возможна передача движения от водила h к ко­лесу а.

Основными звеньями называют такие, которые нагружены внешним вращающим моментом. Для передачи, изображенной на рис. 98, основные звенья а, b, h, т.е. два центральных колеса (2К) и водило (h). Такие передачи условно обозначают 2К - h. Внешние моменты на звеньях обозначают: Т_а, Т_ь, T_h.

В планетарных передачах применяют не только цилиндриче­ские, но и конические колеса с прямым или косым зубом.

Если в планетарной передаче подвижны все звенья, т.е. оба ко­леса и водило, то такую передачу называют дифференциальной. С помощью дифференциального механизма можно суммировать дви­жение двух звеньев на одном или раскладывать движение одного звена на два других. Например, в дифференциале ведущего моста автомобиля движение от водила h передают одновременно колесам а и h, что позволяет при повороте одному колесу вращаться быст­рее другого.

Достоинства планетарных передач.

1. Малые габариты и масса вследствие передачи мощности по нескольким потокам, число кото­рых равно числу сателлитов. При этом нагрузка в каждом зацепле­нии уменьшена в несколько раз.

2. Удобство компоновки в машинах благодаря соосности ведущего и ведомого валов.

3. Работа с мень­шим шумом по сравнению с обычными зубчатыми передачами, что связано с меньшими размерами колес и замыканием сил в механиз­ме. При симметричном расположении сателлитов силы в передаче взаимно уравновешиваются.

4. Малые нагрузки на валы и опоры, что упрощает конструкцию опор и снижает потери в них.

5. Воз­можность получения больших передаточных отношений (до 10000)при не­большом числе зубчатых колес и малых габаритах.

Недостатки. 1. Повышенные требования к точности изготовле­ния и монтажа передачи. 2. Большее число деталей (подшипников), более сложная сборка. 3. Для нарезания колес с внутренними зубья­ми требуются зубодолбежные станки, парк которых меньше, чем зубофрезерных.

Планетарную передачу применяют как: редуктор в силовых передачах и приборах; коробку передач, передаточное отношение в которой изменяют путем поочередного торможения различных звеньев (например, водила или одного из колес); дифференциал в автомобилях, тракторах, станках, приборах.

где через z обозначены числа зубьев соответствующих колес.

Часто применяют планетарную передачу, совмещенную с элек­тродвигателем (мотор-редуктор, мотор-колесо).