4.5. Усилия в зацеплении

Определение усилий в зацеплении червячной передачи необходимо для расчета валов и подбора подшипников.

Окружное усилие на червяке равно осевому усилию на червячном колесе

(4.30)

Окружное усилие на червячном колесе равно осевому усилию на червяке :

(4.31)

Радиальное усилие на червяке равно радиальному усилию на червячном колесе

(4.32)

где α – угол профиля:

α = 20º

Таблица 5

Усилия в зацепления червячной передачи.

Усилие	Червяк	Червячное колесо
Окружное Ft, Н	1190	8240
Осевое Fa, Н	8240	1190
Радиальное Fr, Н	2999	2999

4.6. Расчет вала червяка на жесткость

Правильность зацепления червячной пары обеспечивает достаточная жесткость червяка. Критерием жесткости является значение прогиба f в среднем сечении червяка, которое не должно превышать допустимого

(4.33)

где l – расстояние между опорами, мм;

Е – модуль упругости, для стали МПа;

I_пр – приведенный момент инерции, мм⁴:

(4.34)

Жесткость червяка удовлетворяет требованиям.

4.7. Тепловой расчет редуктора

При работе червячной передачи значительная часть мощности расходуется на преодоление трения, в результате чего происходит нагревание редуктора. Выделяемое тепло отводится в окружающую среду через стенки корпуса редуктора. В случае недостаточного отвода тепла редуктор перегревается и выходит из строя. Поэтому необходимо производить тепловой расчет с целью определения температуры масла, которая не должна превышать допускаемой величины. Температуру масла определяем по формуле:

(4.35)

где [tM] – допускаемая температура масла (60–90 °С);

tB – температура окружающей среды (обычно tB = 20 °С);

К – коэффициент теплопередачи, К = (14–17) Вт/м2град;

S – площадь охлаждения, м2, определяется по эмпирической формуле:

(4.36)

η – КПД передачи, определяется по формуле

(4.37)

где ρ’ – приведенный угол трения, выбираем в зависимости от скорости скольжения по табл. 3.8 [1];

γ – угол подъема винтовой линии червяка.

Температура масла меньше допускаемой, но для дополнительного охлаждения рекомендуется выполнить корпус с охлаждающими ребрами.

5. Предварительный расчет валов и выбор стандартных изделий (подшипники, крышки, уплотнения).

Валы предназначены для установки на них вращающихся деталей и передачи крутящего момента.

Конструкции валов в основном определяются деталями, которые на них размещаются, расположением и конструкцией подшипниковых узлов, видом уплотнений и техническими требованиями.

Валы воспринимают напряжения, которые меняются циклично от совместного действия кручения и изгиба. На первоначальном этапе проектирования вала известен только крутящий момент, а изгибающий момент не может быть определен, т.к. неизвестно расстояние между опорами и действующими силами. Поэтому при проектировочном расчете вала определяется его диаметр по напряжению кручения, а влияние изгиба учитывается понижением допускаемого напряжения кручения.