3.4.4.6.2. Расчёт на прочность по напряжениям изгиба

Этот расчёт является проверочным. В приближённых расчётах червячное колесо рассматривается как косозубое цилиндрическое. За счёт дугообразной формы зубья червячного колеса приблизительно на 40 % прочнее.

Особенности формы зубьев червячных колёс учитывает коэффициент формы зубьев Y_F, значение которого назначают в зависимости от эквивалентного числа зубьев z_2 (см. табл. 3.8):

z_2 = z₂/ cos³                                         (3.162)

 

Таблица 3.8

Значение коэффициента формы зубьев червячных колес

z2	20	24	26	28	30	32	35	37	40	45	50	60	80	100	150	300
YF	1,98	1,88	1,85	1,80	1,76	1,71	1,64	1,61	1,55	1,48	1,45	1,40	1,34	1,30	1,27	1,24

 

С учётом особенностей червячной передачи формула изгибной выносливости зубьев червячного колеса будет иметь вид

 

_F = 0,7F_t2k_FY_F / (b₂m_n)  [_F],                             (3.163)

 

где m_n = m cos;

Коэффициенты расчётной нагрузки

 

k_H = k_F = k_ k_.                                         (3.164)

 

При достаточно высокой точности принимают значение динамического коэффициента k_  1 при _S  3 м/с и k_ = 1,0…1,3 при _S  3 м/с. Учитывая хорошую прирабатываемость материалов червячной пары при постоянной внешней нагрузке, принимают коэффициент концентрации нагрузки k_  1, при переменной – k_ = 1,05…1,2.

 

3.4.4.7. Тепловой расчёт

Механическая энергия, затраченная на преодоление вредных сопротивлений, превращается в тепловую. Вследствие невысокого КПД червячные передачи работают с большим тепловыделением. Нагрев масла свыше 95 приводит к резкому снижению его вязкости и защитных свойств и к появлению опасности заедания передачи.

Для нормальной работы необходимо обеспечить следующее условие теплового баланса: количество теплоты Ф₁, выделяемое в единицу времени (мощность тепловыделения), не должно превышать количество теплоты Ф₂, отводимой через стенки редуктора окружающей среде:

 

Ф₁ = (1 – ) P₁;                                         (3.165)

 

Ф₂ = Ak_T(t_M –t₀),                                        (3.166)

 

где  А – площадь поверхности охлаждения корпуса редуктора, м²; t_М – допускаемая температура масла; t₀ = 20C – расчётная температура окружающей среды; k_T – коэффициент теплоотдачи стенок.

В закрытых помещениях при отсутствии вентиляции k_T = 8…10, а в помещениях с интенсивной вентиляцией k_T = 14…17 Вт/ (м²  С).

Если Ф₂  Ф₁, то естественного охлаждения недостаточно и необходимо искусственное охлаждение, которое осуществляют следующими способами:

     дополнительным оребрением и обдувом корпуса вентилятором. При этом k_T = 20…28 Вт/ (м²  С).

     устраивают в корпусе водяные полости или змеевики с проточной водой. При этом k_T повышается до 90…200 Вт/ (м²  C) при скорости воды в трубе до 1 м/с.

     применяют циркуляционные системы смазки со специальными холодильниками.