Тепловой расчет и охлаждение передач

Значительное тепловыделение при работе червячной передачи приводит к нагреву масла. Превышение предельной для масла температуры  приводит к потере им защитных свойств и опасности заедания в передаче. Современные смазочные материалы сохраняют свои свойства до 110⁰С. Расчет при установившемся тепловом состоянии проводят по уравнению теплового баланса:

W = W₁ ,                                                      (35)

где W – количество теплоты, Дж, выделяющейся при непрерывной работе передачи в единицу времени, Дж/с; W₁ – количество теплоты, отводимой с поверхности корпуса передачи и через основание в единицу времени.

W = 10³ (1- η )Р_1,                                           (36)

η – КПД передачи;

Р₁ – мощность на червяке, кВт.

W₁ = К_т (t_м – t_o )А (1+ ),                             (37)

где К_т – коэффициент теплоотдачи с поверхности корпуса, равный 12_…18 Вт/(м² ·⁰С); t_м и t_o - соответственно температура масла и окружающего воздуха, ⁰С; А – поверхность теплоотдачи корпуса передачи ( без учета площади основания), м²;  - коэффициент, учитывающий теплоотвод через основание (при металлическом основании =0,3, при бетонном - = 0).

Из выражений (33), (34), (35) определяют температуру масла

                                      (38)

Если > , то предусматривают отвод избыточной теплоты. Это достигается оребрением корпуса (увеличивается ); искусственной вентиляции (возрастает ); водяным охлаждением масла (снижается ).

Расположение ребер выбирают из условия лучшего их обтекания воздухом, при естественном охлаждении ребра располагают вертикально, при искусственном - вдоль направления потока воздуха от вентилятора.

Вентилятор устанавливают на валу червяка, коэффициент теплоотдачи обдуваемых стенок достигает 30 Вт/(м² ·⁰С). При водяном охлаждении   до 200 Вт/(м² ·⁰С).

Волновые зубчатые передачи

Волновая передача – это механизм, в котором движение между звеньями передается перемещением волны деформации гибкого звена. Волновые передачи бывают фрикционные, зубчатые и винтовые. Основное распространение получили зубчатые передачи. Однако изучение принципа действия проще начать с фрикционной передачи.

Схема волновой передачи представлена на рис 6.5.

Рис.6.5

Передача состоит из трех основных элементов: гибкого колеса ; жесткого колеса  и волнового генератора .

Наружный диаметр  недеформированного гибкого колеса меньше внутреннего диаметра   жесткого колеса:

 ,                                               (6.16)

где  - размер деформирования, равный радиальному перемещению точки гибкого колеса по большой оси генератора.

В конструкциях по рис.6.5 гибкое колесо выполняют в виде гибкого цилиндра. В передаче по варианту 1с ведомым валом соединено жесткое колесо, по варианту 11 – гибкое колесо. В варианте 1 левый недерформированный коней гибкого цилиндра присоединен к корпусу. С правого конца в цилиндр вставлен генератор, который в данном примере представлен водилом с двумя роликами. Наружный размер по роликам больше внутреннего диаметра цилиндра на , поэтому с правого конца цилиндр деформирован. Деформированное гибкое колесо прижимается к жесткому колесу с силой, достаточной для передачи нагрузки силами трения.

Вращение генератора вызывает вращение жесткого колеса с угловой скоростью (вариант) или гибкого колеса с (вариант 11).