Проектний розрахунок черв’ячної передачі
У проектному
розрахунку визначають міжосьову відстань
черв’ячної передачі як основний
параметр, що визначає габаритні розміри
передачі. Міжосьову відстань розраховують
із умови стійкості активних поверхонь
зубців колеса проти втомного руйнування
та заїдання. Вихідні дані для проектного
розрахунку черв’ячної передачі є такі:
розрахункове тривало діюче навантаження
,
передаточне
число передачі
;
тип
черв’яка ZA,
ZN
чи ZI;
типовий
режим навантаження передачі та строк
її служби; матеріали для черв’яка та
черв’ячного колеса, за якими визначають
припустиме контактне напруження.
Формула для визначення мінімальної міжосьової відстані черв’ячної передачі
;
де
- допоміжний коефіцієнт.
Модуль черв’ячної передачі знаходять, виходячи з формули
Значення модуля
узгоджують із стандартним. Отже, маючи
і
,
можна визначити
всі розміри вінців черв’яка та черв’ячного
колеса. За розмірами, добутими у проектному
розрахунку, належить виконати перевірні
розрахунки .
Розрахунок черв’яка на жорсткість
Для того щоб забезпечити надійну роботу черв’ячної передачі, слід надати черв’яку достатній міцності та жорсткості. Розрахунок черв’яка на міцність виконують за аналогією з розрахунком валів.
Потреба розрахунку черв’яка на жорсткість пов’язана з тим, що черв’як у більшості випадків має порівняно малий діаметр і значну відстань між опорами. Дія на черв’як сил, що виникають у його зачепленні з колесом, може призвести до його значного поперечного прогину, який негативно впливає на зачеплення витків та зубців і на роботу черв’ячної передачі. Тому умову достатньої жорсткості черв’яка запишемо у вигляді
;
де
– розрахункова
стрілка прогину черв’яка;
– допустима
стрілка прогину за умови нормальної
роботи зачеплення.
Допустиму стрілку прогину черв’яка визначають залежно від модуля у межах = (0,01...0,005) .
Якщо при розрахунку
виявиться, що жорсткість черв’яка
недостатня
,
то потрібно
збільшити коефіцієнт діаметра черв’яка
,
або, за
можливістю, зменшити відстань
між його
опорами.
Ккд черв’ячної передачі та її тепловий розрахунок
Загальний ККД черв’ячної передачі можна визначити за залежністю
;
де
– потужності
на веденому і ведучому валах передачі
відповідно;
– ККД,
що відображають втрати потужності у
зачепленні, підшипниках та на переміщування
мастила у корпусі передачі відповідно.
Найбільшими є втрати потужності у зачепленні черв’ячної передачі, обумовлені ковзанням витків черв’яка по зубцях черв’ячного колеса. Щоб знайти ККД черв’ячного зачеплення, слід розглянути сили, які діють на виток черв’яка за умови, що черв’як є ведучим .
Через значні втрати потужності за рахунок низького ККД черв’ячної передачі відбувається нагрівання корпусу передачі і мастила, що у ньому знаходиться. При підвищених температурах мастило втрачає свої мастильні властивості, що може призвести до виходу передачі з ладу. Тому для черв’ячної передачі виконують тепловий розрахунок. Цим розрахунком слід забезпечити умову
;
де
– температура
мастила при усталеному режимі роботи
передачі;
– допустима
температура мастила, що становить 75–
85 °С. Деякі
спеціальні марки мастил допускають
температуру до 100–
110 °С.
Щоб задовольнити цю умову , інколи збільшують поверхню корпусу передачі (ребристі форми корпусів), застосовують обдування корпусу вентилятором тощо.
