Усилия в зацеплении. Расчет зубьев колес. Тепловой расчет червячных передач

Статика передачи. При определении сил полагают, что главный вектор (равнодействующая) F_n контактных давлений, действующих на площадках контакта зубьев, приложен в полюсе П и направлен по ли­нии зацепления (рис. 22.3)

                  (22.9)

Вращающий момент на колесе при ведущем червяке

Рис. 22.3. Усилия в червячной передаче

Расчет зубьев колес на выносливость при изгибе. Витки червя­ка на прочность не рассчитывают, так как его материал значительно прочнее материала колеса. При расчете используются те же соотноше­ния, что и при расчете косозубых колес.

                                        (22.10)

где – модуль зацепления в нормальном сечении;  – коэффициент формы зуба.

Расчет передач на контактную выносливость и заедание. Расчет передач обычно выполняют по контактным напряжениям, а допускаемые напряжения устанавливают на основе экспериментальных исследований и эксплуатации такими, чтобы исключить заедание зубьев.

                                              (22.11)

Условие прочностной надежности передачи имеет обычный вид.

Тепловой расчет и охлаждение червячных передач

Червячные передачи работают с большим выделением теплоты. В результате температура масла в ванне агрегата (редуктора) может достигнуть предельного значения (75-95 °С), и передача потеряет работоспособность из-за заедания.

Для предотвращения чрезмерного нагрева масла проводят расчет червячного редуктора на нагрев.

Уравнение теплового баланса для червячной передачи, работа­ющей в закрытом корпусе в непрерывном режиме без охлаждения, мож­но записать в виде

                         (22.12)

где  – КПД передачи;  – передаваемая мощность, кВт;
 = 8–17.5 Вт/(м²∙°С) – коэффициент теплопередачи корпуса (большие значения принимают при хорошей циркуляции воздуха); t и t_o – соответственно температура масла и окружающего воздуха, °С; А – площадь свободной поверхности охлаждения корпуса, включая 70%площади поверхности ребер и бобышек, м²;  – коэффициент, учиты­вающий теплоотвод в раму или плиту (равен 0.3 при прилегании ос­нования корпуса по большой поверхности) .

Площадь свободной поверхности можно найти из приближенного соотношения , где –межосевое расстояние переда­чи, мм.

Произведение в левой части равенства (22.12) равно количест­ву теплоты, выделяемой передачей. Правая часть этого равенства показывает количество теплоты, отводимой через поверхность корпу­са.

Если охлаждение вентилятором недостаточно эффективно, то следует применить водяное охлаждение или увеличить размеры редук­тора.

Глава 23. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ