Расчет червячной передачи по напряжениям изгиба зуба колеса

В большинстве случаев напряжения изгиба не определяют размеры передачи и являются значимыми только при больших числах зубьев колес

Расчет ведут для зубьев колеса, так как витки червяка значи­тельно прочнее. За основу принят расчет косозубых цилиндриче­ских колес. Повышенная прочность зубьев червячных колес свя­зана с их дуговой формой и естественным смещением во всех сечениях, кроме среднего (см. рис. 12.5).

Напряжения изгиба у основания зубьев

где — коэффициент, учитывающий форму зубьев, определяет­ся по эквивалентному числу зубьев ; — нор­мальный модуль, ; множитель учитывает наклон зуба и работу зуба как пластины, а не как балки.

После подстановки выражения для нормальной погонной на­грузки из (12.38) получают

(12.42)

Максимальные напряжения изгиба при действии пиковой на­грузки

(12.43)

2.28. Выбор допускаемых контактных напряжений при расчете червячных передач.

При определении допускаемых контактных и изгибных на­пряжений по условию сопротивления усталости для червячных колес из бронзы следует учитывать, что кривые усталости для бронз имеют очень длинные наклонные участки — до

циклов нагружения. Поэтому за исходные принимают до­пускаемые напряжения при циклов для расчета по контакт­ным напряжениям и при циклов — для расчета по напряже­ниям изгиба.

Допускаемые контактные напряжения при длительной работе передачи определяют для червячных колес в зависимости от основной причины выхода из строя. Для материалов венца ко­леса первой группы — оловянистых бронз — определяющим ус­ловием является сопротивление контактной усталости. В этом случае при шлифованных червяках с твердостью поверхности более 45

(12.27)

где — допускаемое напряжение при циклов; —временное сопротивление для бронзы при растяжении; — коэффициент, учитывающий интенсивность износа, зависит от скорости скольжения в зацеплении.

Эквивалентное число циклов нагружения

(12.28)

где — вращающий момент на колесе, частота вращения колеса, , и время работы, ч, при режиме ; — максимальный длительно действующий вращающий момент; — чис­ло ступеней на графике нагрузки.

Если , то принимают

Эквивалентное число циклов нагружения определяют, ис­пользуя условие суммирования повреждений и уравнение кривой усталости по аналогии с расчетом для зубчатых передач. Для материалов венца колеса второй и третьей групп (безоловянистых бронз и чугунов) допускаемые контактные напря­жения определяют из условия сопротивления заеданию и усилен­ному износу в зависимости от скорости скольжения Для безоловянистых бронз

(12.29) для чугунов

(12.30)

Из зависимостей (12.29) и (12.30) следует, что материалы второй и третьей групп венца колеса невозможно применять при высоких скоростях скольжения.

Предельные допускаемые контактные напряжения при про­верке на пиковую нагрузку:

для оловянистых бронз —

для безоловянистых бронз —

для чугунов —

Допускаемые напряжения изгиба при длительной работе для бронзовых колес нереверсивных передач

(12.31)

где —пределы текучести и прочности бронзы при растяжении;

— эквивалентное число циклов нагружения при расчете на изгиб:

(12.32)

Смысл параметров, входящих в зависимости (12.32) и (12.28) аналогичен.

Допускаемые напряжения для чугунных колес при неревер­сивной работе (12.33)

При реверсивной работе передачи допускаемые напряжения снижают на 20 %.

Предельные допускаемые напряжения изгиба при проверке на пиковую нагрузку принимают для бронз , для чугунов