18.1 Розрахунок по напруженнях згину

Перш за все треба відмітити, що цей розрахунок має допоміжний характер, оскільки злом буває тільки після інтенсивного спрацювання робочих поверхонь зубців (при великих значеннях σ_Н), а також для коліс з мілкими модулями (z₂>100, що рідко трапляється).

Слід відзначити також, що внаслідок дугової форми вінця (плакат, рис.2) міцність на згин зубців черв’ячного колеса на (20…40)% вище, ніж звичайного зубчастого колеса при рівнозначних умовах.

Використовуємо формулу, отриману раніше для косозубих циліндричних коліс:

(18.1.1)

де Y_F2 - коефіцієнт форми зубця черв’ячного колеса, вибирається залежно від кількості зубців еквівалентного колеса () та коефіцієнта зміщення інструмента при нарізанні; Y_ε - коефіцієнт, що враховує ступінь перекриття при зачепленні; Y_β - коефіцієнт, що враховує нахил зубців.

Рівняння (18.1.1) використовується для перевірного розрахунку, при проектному розрахунку з (18.1.1) визначають нормальний модуль

(18.1.2)

де k_F - коефіцієнт навантаження; середні цифрові значення коефіцієнтів Y_β та Y_ε ввійшли в коефіцієнт 1,24.

18.2 Розрахунок на контактну міцність

Розглянемо на прикладі архімедового черв’яка, кут перехрещення осей валів у просторі 90?.

Вихідна - формула Герца:

(18.2.1)

де q - питоме розрахункове навантаження на зубець колеса,

(18.2.2)

F_n - нормальне сумарне зусилля зачеплення;- сумарна довжина контактних ліній.

(18.2.3)

див. «зусилля в косозубому циліндричному зачепленні»).

(18.2.4)

Після підстановки (18.2.3) й (18.2.4) в (18.2.2) ,

додавши k_H , маємо

(18.2.5)

де k_H - коефіцієнт розрахункового навантаження, враховує нерівномірність розподілення навантаження та динамічні навантаження, тобто ;

(18.2.6)

Для архімедового черв’яка (плакат), оскільки профіль витка в осьовому перерізі трапецієвидний, , отже,;

тоді (18.2.7)

де (18.2.8)

Підставимо (18.2.5) та (18.2.8) в (18.2.1):

(18.2.9)

Підставимо в (18.2.9) значення E, π, V, α, λ: α=20?, V=0.3, λ=10? (сер. знач.), (E₁=2,15·10⁵ Мпа для сталі, E₂=0.9·10⁵ , Мпа для бронзи та чавуну).

Розшифруємо значення:

Тоді одержимо

(18.2.10)

Формула (18.2.10) використовується для перевірного розрахунку. Для проектного розрахунку рівняння (18.2.10) при відомому [σ_Н] вирішується відносно a_w:

(18.2.11)

18.3 Визначення допустимих напружень

Ведеться табличний розрахунок, як і для звичайних зубчастих передач, допустимі напруження вибираються залежно від матеріалів черв’ячної пари, режиму роботи передачі, при цьому враховується також і спосіб лиття зубчастого вінця колеса.

Детально на практичних заняттях.

18.4 Тепловий розрахунок черв’ячних передач

При роботі черв’ячних передач внаслідок ковзання витків черв’яка по зубцях колеса виділяється значна кількість тепла. Суть розрахунку:

, де Q₁ - к-ть тепла, що виділяється під час роботи редуктора (до речі, відкриті черв’ячні передачі використовуються вкрай рідко);

Q₂ (Дж/с) - к-ть тепла, що гіпотетично відводиться корпусом редуктора у навколишнє середовище ,

, (18.4.1)

Де N₁ - потужність на валу черв’яка, Вт; η - ККД редуктора.

Де К_t - коефіцієнт тепловіддачі при природному охолодженні, Вт/м²град, k_t = 7…15;

S - вільна поверхня охолодження корпусу редуктора, м²;

t_M, t_H.C. - відповідно температура мастила та навколишнього повітря, звичайно t_M=(60…70)º.

Якщо при такому розрахункові баланс не виходить, необхідно застосувати спеціальні заходи: обдування повітрям з допомогою вентилятора (крильчатка ставиться на вал черв’яка), охолодження мастила в картері редуктора (теплообмінники) і т.ін. В залежності від виду допоміжного способу охолодження проводяться відповідні додаткові розрахунки.

Лекція № 19 19.1 Планетарні передачі (ПП)

Як правило, ПП виконуються з зубчастими колесами і дуже рідко - фрикційні

(наприклад, фрикційні планетарні варіатори швидкості., Ачеркан, т.3, ст.455).

ПП можуть бути з циліндричними, конічними і черв? ячними парами.

Зубці ПП можуть бути прямими, косими, нарізані зі зміщенням або без.

Кінематично ПП поділяють на 3 типи:

- прості планетарні,

- диференціальні,

- замкнені диференціальні (принцип вам дано в курсі ТММ)

Рис.1

На рис.1 - проста ПП a, b - центральні колеса; Н - водило; g - сателіти;

Колеса a, b мають спільну геометричну вісь з водилом. Рух може передаватися від колеса а до водила Н, чи навпаки (нерухоме колесо b) (як на рис.), або від водила Н до колеса b чи навпаки (нерухоме колесо а).

Сателіти g здійснюють планетарний рух, тобто обертаються навколо своїх осей і колеса а.

Якщо виконати обидва центральних колеса (а і b) рухомими і водило Н також - диференціальна передача (рис.2)

Рис.2

Вона має два ступеня вільності і використовується для:

1. складання на веденому валу двох заданих рухів ведучих валів;

1. Розподілення Т_кр ведучого вала по двох ведених (автомашини, трактори, танки та ін.)