48. Силы, действующие в зацеплении червячных передач. Расчет чп на контактную прочность. Тепловой расчет. Смазка и охлаждение.
Сила взаимодействия между витками червяка и зубьями колеса м.б разложена на три составляющие: окруженную Ft; осевую Fa; радиальную Fr.
П
ри
этом Окруженная сила червяка Ft1,
равная и противоположно направленная
осевой силе колеса Fa2,
перпендикулярна плоскости рисунка.
Ft1 = Fa2 = 2 Т1/ d1.
Окруженная сила Ft2 колеса равна осевой силе червяка Fa1, но направлена противоположно ей:
Ft2 = Fa1 = 2 Т2/ d2.
Радиальная сила Fr для червяка и колеса: Fr = Ft2 tgα
Расчет на контактную прочность. Т.к. червяки изготавливают из более прочного материала, чем венца червячных колес, то расчет на прочность произ-т только для зубьев колеса. Червячные передачи выходят из строя из-за поверхностных разрушений, заедания, износа и т.д., поэтому необходимо проводить расчет на контактную прочность. За основу расчета берется ф-ла Герца и после преобр-й она имеет вид:
Сигма н = 170/ Z2/q
≤ [σн]
Кнv – к-т динамической нагрузки
Z2 – число зубьев
а – число модулей в делит-м диаметре
Кнβ – коэф-т концентрации нагрузки
[σн] – допускаемое контактное напряжение
σн – расчетное контактное напряжение.
Этой формулой пользуются для проверочного расчета, а для проектированного ф-й:
а = (Z2/q +1)³ * на √(170/[σн] Z2/ q)² Т2 Кнβ Кнv
Тепловой расчет. Охлаждение. В червячных передачах происходят большие потери на трение, след-но они работают с большим тепловыделением. Свойства смазки при нагреве ухудшаются, происходит заедание передачи и она может выйти из строя. Чтобы предотвратить это производят тепловой расчет. В режиме работы количество выделенной теплоты д.б. равно кол-ву отводимой теплоты, т.е. должен выполняться тепловой баланс: Q = (1-η) Р1 – кол-во выделенной теплоты, где Р1 – мощность, Q1 = К (tм – tв) Δ – кол-во теплоты, отводимой через пов-сть охлаждения, где К – коэф-т теплопередачи, tм – температура масла, tв – тем-ра окруж. воздуха,
А – площадь поверхности охлаждения. Охлаждение производят холодным воздухом при помощи вентилятора или с помощью змеевиков.
Смазка. Для повышения сопрот-и заедания применяют более вязкие масла, чем в зубч.передачах. При скоростях < 7…10 м/с смазку осущесвляют окунанием червяка в масляную ванну (червяк д.б. погружен в масло на высоту витка). Если червяк не окунается в масло, то устан-ся маслоразбрызгиватели. При Vск > 7…10 м/с применяется смазка, при которой масло подается в зону зацепления при помощи насоса.
49. Конические зубчатые передачи. Устройство, назначение, область применения. Достоинства и недостатки. Силы, действующие в зацеплении. Расчет на контактную прочность.
Конические зубчатые передачи состоят из 2-х конических косозубых колес, которые установлены на перекрещивающихся валах. Угол между геометр.осями валов конических передач м.б. в пределах 0…180°, но обычно он = 90°. Для конических зубчатых колес различают: делительные диаметры – внешний диам.de, средний dm, dm=d-b sinδ, где bψbdm1
Назначение, применение.
Конические зубчатые передачи служат для согласов. Скоростей работы двигателя и машины. Применяются конические косозубые передачи в ответственных случаях при средних и высоких скоростях.
Достоинства и недостатки
+ по сравнению с цилиндрами:
плавность работы
возможность выводить оба вала за пределы передачи
повышенная несущая способность
- 1. более низкий КПД
2. быстрее изнашиваются зубья.
Силы в зацеплении.
Т.к.силы
трения малы, то силу F (давления) можно
считать направленной по линии зацепления.
Составляющие этой силы: в конической
прямозубой: окруж. Ft;
радиальная Fr
и осевая Fa.
Fr = Ft tgw cosδ; Fa = Ft tgw sinδ
Ft = 2Т1 /dwm – средний начальный диаметр, dw – начальный угол профиля зуба, острый угол между касательной проф.зуба в данной точке и меньшей кратчайшего расстояния по пов-ти сечения от этой точке до оси зубчатого колеса.
Расчет на контактную прочность
Для проверки прочности по Конт-м напряжениям коническиз зуб.передач используют ф-лу Герца после преобр-й она имеет вид:
Сигма н = 470 * на корень квадр из ((U2+1)Кнβ Кнv)/ de2b < [σн]
Кнv – к-т динамической нагрузки
Кнβ – коэф-т неров-ти нагрузки
Если решить решить это уравнение отн-но внешнег делительного диаметра колеса получим проектную зав-сть
de2 = 165 * на корень кв. из (Т2 10³ U Кнβ)/ [σн]², где
[σн] – допускаемое напряжение