12.7. Конструкція деталей черв’ячних передач
Черв’яки у більшості випадків виготовляють разом із валом як одну деталь.
Черв’ячні колеса з метою економії кольорових металів виготовляють із двох частин: бронзового вінця, який з’єднується з чавунним або сталевим колісним центром по відповідній посадці і закріплюється додатково гвинтами або болтами. При малих діаметрах черв’ячних коліс або при виготовленні коліс із чавуну застосовують суцільні черв’ячні колеса.
Використовують наступні типові конструкції:
1. Бандажована конструкція, в якій бронзовий обід посаджений на чавунний або сталевий колісним центр з натягом (рис. 12.7, а). Конструкція проста у виготовлені і використовується для коліс невеликого діаметра в передачах ненапружених у тепловому відношенні. Недоліки конструкції: значні витрати бронзи, послаблення посадки із-за різного коефіцієнта лінійного розширення бронзи і чавуна або сталі.
2
Рис.
12.7.
Типові конструкції черв’ячних коліс
.
Болтова
конструкція,
в якій бронзовий вінець, виконаний із
фланцями, закріплюється болтами до
маточини колеса (рис. 12.7, б).
Конструкція використовується для коліс
середніх та великих діаметрів.
3. Раціональною конструкцією є біметалева: бронзовий вінець відливають у форму, у яку попередньо вставляють чавунний або сталевий колісний центр (рис. 12.7, в). Конструкція використовується у серійному виробництві.
12.8. Змащення, тепловий розрахунок і охолодження черв’ячних передач
Звичайно змащення передачі здійснюється за рахунок часткового занурення одного із коліс пари або черв’яка в мастильну ванну. Для зменшення втрат на розбризкування і перемішування мастила, глибина занурення коліс в мастило не повинна перевищувати висоти зуба або витка черв’яка для швидкохідних коліс і 1∕3 радіуса тихохідних коліс. Кількість мастила в ванні повинна бути ~ 0,35...0,7 л на 1 кВт потужності, що передається.
При використанні циркуляційної системи змащення мастило насосом подається до зачеплення і до підшипників під тиском; її рекомендують при колових швидкостях v ≥ 12…15 м/с.
Для змащення передач рекомендовані глибоко очищені леговані індустріальні мастила ІГП в залежності від швидкості ковзання (табл. 12.7).
При роботі передачі в умовах повторно-змінного режиму можна використовувати мастила на ступінь нижче, в при температурі навколишнього середовища 25..50ºС – на одну ступінь вище.
При
неповному завантажені передачі можна
використовувати нелеговані
нафтові мастила
з в’язкістю, що вибирається за параметром
,
де σН
- контактна напруга, МПа; vковз
- швидкість ковзання, м/с
(табл. 12.8).
Таблиця 12.7.
Рекомендовані леговані індустріальні мастила ігп для змащення черв’ячних передач
Швидкість ковзання, м/с |
Менше 1 |
1...4 |
3,5...6 |
|||
Мастила ІГП |
250 |
182 |
182 |
152 |
152 |
114 |
Таблиця 12.8.
Рекомендовані нелеговані нафтові мастила для змащення черв’ячних передач
-
Параметр
1,25
3,2
8
20
50
В’язкість ν100, сСт
(10-6 м2/с)
8,5
12
17
26
42
В передачах, що працюють в умовах повторно-змінного режиму, рекомендовано використовувати змащення зануренням на всю висоту витків черв’яка включно з його верхнім розміщення.
Механічна енергія, яка втрачається в черв’ячній передачі, перетворюється в теплову і нагріває передачу і мастило, яке змащує передачу. При підвищенні температури мастило втрачає свої початкові властивості, що може привести до виходу передачі із ладу. Тому температура мастила t˚м не повинна перевищувати допустимого значення [t˚м]:
t˚м ≤ [t˚м]. (12.29)
Для нормальних мастил [t˚м] = 75...85˚С, для спеціальних марок мастил [t˚м] = 100...120˚С.
Потужність, що втрачається в передачі за 1 секунду і нагріває її:
(12.30)
де η - к.к.д. передачі.
Тепловий потік, що виділяється в навколишнє середовище поверхнею корпусу передачі площею А, дорівнює:
(12.31)
де К - коефіцієнт теплопередачі, К = (9...17) Вт/(м2ּ˚C); А - площа поверхні корпусу, що охолоджується, м2; t˚о - температура середовища, в якому працює передача.
Тепловий баланс усталеного режиму роботи:
або
(12.32)
Звідки можна вивести рівняння для визначення температури мастила передачі:
(12.33)
Якщо при цьому умова (12.23) не виконується, то використовують штучне охолодження передачі:
1). Обдувають корпус повітрям за допомогою вентилятора; при цьому коефіцієнт теплопередачі К зростає до 20...28 Вт/(м2ּ˚C). 2). У корпусі роблять водяні порожнини або розміщують змійовики з проточною водою; коефіцієнт теплопередачі К зростає до 90...200 Вт/(м2ּ˚C). 3). Використовують циркуляційні системи змащення із спеціальними холодильниками.