15.10. Расчётная нагрузка для чп.

Для ЧП, так как они хорошо прирабатываются, приближённо принимают

где - коэффициент концентрации нагрузки;- динамический коэффициент.

Как было отмечено ранее, достоинством червячной передачи является плавность и бесшумность работы. Поэтому при достаточно высокой точности изготовления принимают:

- K_v = 1 при V_S ≤ 3 м/с;

- K_v = 1 – 1,3 при V_S > 3 м/с при переменной нагрузке;

- - при постоянной нагрузке;

- - при переменной нагрузке.

15.11. Материалы и допускаемые напряжения.

В связи с высокими скоростями скольжения и неблагоприятными условиями смазки материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, высокой износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию.

Червяки современных передач изготовляют из углеродистых и легированных сталей. Наибольшей нагрузочной способностью обладают пары, у которых червяки подвергаются ТО до высокой твёрдости с последующим шлифованием.

Червячные колёса изготовляют преимущественно из бронзы, реже из латуни или чугуна. Оловянистые бронзы типа ОФ10-1, ОНФ и др. считаются лучшим материалом для червячных колёс, однако они дороги и дефицитны. Их применяют при сравнительно больших скоростях скольжения (5-25 м/с). Безоловянистые бронзы, например алюминиево-железистые типа АЖ9-4 и др,, обладают повышенными механическими характеристиками но имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют в паре с твёрдыми шлифованными и полированными червяками для передач, у которых скорости скольжения меньше 5 м/с. Серый и модифицированный чугун применяют при скоростях меньших 2 м/с, преимущественно в передачах с ручным приводом.

Допускаемые контактные напряжения:

для оловянистых бронз при шлифованном и полированном червяке с твёрдостьюHRC > 45 и при не соблюдении указанных условий для червяка;

для бронзы БрАЖ9-4 - (МПа) при шлифованном и полированном червяке с твёрдостьюHRC > 45,

C_V – коэффициент, учитывающий скорость скольжения:

V_S (м/с) < 1 2 3 4 5 6 7 >8

C_V 1,33 1,21 1,11 1,02 0,95 0,85 0,83 0,8.

При проектном расчёте скорость скольжения оценивают по приближённой зависимости .

Допускаемые напряжения изгиба для всех марок бронз

.

Для проверки червячных передач на прочность при кратковременных перегрузках принимают следующие допускаемые напряжения:

- оловянистые бронзы ;

- бронза БрАЖ9-4 ;

- для всех марок бронз.

15.12. Тепловой расчёт, охлаждение и смазка передачи.

Механическая энергия, потерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает передачу. Если отвод тепла недостаточный, передача перегревается и выходит из строя Количество теплоты, выделяемое в передаче в секунду, определяется по зависимости:

,

где Р₁ мощность на входном валу (Вт); - кпд передачи.

Через стенки корпуса редуктора теплота отдаётся окружающему воздуху, происходит естественное охлаждение. Количество теплоты, отдаваемой при этом в секунду, определяется как:

,

где А – площадь поверхности охлаждения (м²); t₁ – внутренняя температура редуктора или масла (⁰С); t₀ – температура окружающей среды (воздуха); К – коэффициент теплоотдачи (Вт/м⁰С).

Если выполняется условие

Ф < Ф₁,

то охлаждение достаточно (т.е. достаточно естественного охлаждения).

При длительной работе передачи, при достижении определённой температуры масла, тепло выделяемое и отводимое выравниваются, т.е

Ф = Ф₁ или .

Решая последнее равенства относительно t₁ получим

.

Это решение даёт возможность не только определить температуру масла,

но и выбрать сорт масла по рассчитанной температуре.

Под площадью поверхности охлаждения А понимают ту часть площади наружной поверхности корпуса редуктора, которая изнутри омывается маслом или его брызгами, а снаружи – свободно циркулирующим воздухом (не учитывается площадь поверхности днища). Если корпус снабжён охлаждающими рёбрами, то учитывают 50% площади их поверхности.

Допускаемое значение t₁ зависит от сорта масла. Для обычных редукторных масел допускают температуру 60 – 70 ⁰С. Авиационные масла – 100 – 120⁰С и даже больше.. Значение t₀ для нашего региона 20⁰С.

Рекомендуемые значения коэффициента К (Вт/м^{2 0}С):

- К=8 -10 в закрытых небольших помещениях при отсутствии вентиляции;

- К=14 -17 в помещениях с интенсивной вентиляцией;

Если этого недостаточно, то применяют искусственное, охлаждение:

- обдув корпуса редуктора вентилятором (К = 20 – 28);

- устраивают в корпусе водяные полости или змеевики с проточной водой (К = 90 – 200 при скорости воду в трубе до 1 м/с);

- применяют циркуляционные системы смазки со специальными холодильниками.

Искусственное охлаждение применяют в некоторых случаях для червячных передач и всех глобоидных передач. Для зубчатых передач, а также для червячных передач с многозаходными червяками, как правило, достаточно естественного охлаждения.