22.Червячные передачи:геометрические параметры и кинематика передачи.

В червячной передаче в отличие от зубчатой окружные скорости червяка и червячного колеса не совпадают по направлению, а направлены под углом скрещивания, обычно и различны по значению.

Поэтому их начальные цилиндры не перекатываются, скользят. Скорость скольжения направлена вдоль витка червяка. С повышением усиливается износ, понижается КПД, возрастает тепловыделение, ухудшаются условия смазывания, а поэтому повышается склонность к заеданию .КПД передачи. КПД червячной передачи вычисляют приближенно по формуле где угол трения, зависящий от материалов червяка и венца колеса, сорта смазочного материала, параметров шероховатости рабочих поверхностей, скорости скольжения.

В предварительном расчете можно принять следующее ориентировочное значение КПД в зависимости от числа заходов червяка при при при После определения геометрических параметров передачи КПД уточняется. Невысокий КПД свидетельствует о том, что в червячной передаче значительная часть энергии превращается в теплоту.Основные геометрические параметры передач Червяк. Геометрические размеры характеризуются шагом червяка, где модуль, который выбирается по ГОСТ 2144-93.Число витков червяка зависит от передаточного числа . Для упрощения расчетов вводится коэффициент диаметра червяка и определенное сочетание .Делительный диаметр червяка .Угол профиля .Угол подъема витка червяка на делительном диаметре находят из выражения

. Ход витка червяка Высота головки и ножки витков червяка где: коэффициент высоты головки; коэффициент высоты ножки.Диаметры вершин и впадин червяка:

Длину нарезанной части червяка определяют из условия нахождения в зацеплении максимально возможного числа зубьев .Червячное колесо.Минимальное число зубьев червячного колеса принимается следующее:для кинематических передач для силовых передач предпочтительно иметь [5].Передаточное число Делительный диаметр колеса Диаметры вершин и диаметры впадин определяют в среднем сечении колеса; для червячных колес, нарезанных без смещения режущего инструмента, они равны: Наибольший диаметр червячного колеса определяется по эмпирической формуле где коэффициент, зависящий от формы боковой поверхности витка; для вогнутого профиля витка для остальных Ширина колеса зависит от числа заходов червяка:при или при Межосевое расстояние для передачи без смещения

23.Червячные передачи:статистика передач,допускаемые напряжения,расчет на прочность. Статика передачи

При определении сил полагают, что контакт рабочих поверхностей червяка и венца червячного колеса осуществляется в полюсе зацепления. Равнодействующую контактных давлений разложим по трем взаимно перпендикулярным осям.

Окружная сила на колесе равна по модулю осевой силе на червяке: Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе: Окружная и осевая силы на червяке связаны между собой соотношением: Радиальная сила, раздвигающая червяк и колесо:. Вращающий момент на колесе при ведущем червяке. Допускаемые напряженияДопускаемые напряжения определяют по эмпирическим формулам в зависимости от материала зубьев колеса, скорости скольжения, твердости поверхности витков червяка и срока службы передачи. При определении допускаемых контактных и изгибных напряжений по условию сопротивления усталости для червячных колес из бронзы следует учитывать, что кривые усталости для бронз имеют очень длинные наклонные участки – до циклов нагружения. Поэтому за исходные принимают допускаемые напряжения при циклов для расчета по контактным напряжениям и при циклов для расчета по напряжениям изгиба .Допускаемые контактные напряжения для червячных колес из оловянных бронз определяют из условия износостойкости и условия сопротивления усталостному выкрашиванию рабочих поверхностей зубьев:

где: допускаемое контактное напряжение при циклов; коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания; его принимают в зависимости от скорости скольжения по таблице 8.3; коэффициент долговечности; минимальное значение максимальное значение не должно превышать 1,15 [6]; число циклов нагружения зубьев колеса за весь срок службы передачи.Допускаемые контактные напряжения для червячных колес из безоловянистых бронз и чугунов определяют из условия сопротивления заеданию в зависимости от скорости скольжения по следующим эмпирическим формулам :для безоловянистных бронз

для чугунов Допускаемые напряжения изгиба для всех марок бронз и латуней при нереверсивной передаче

для чугунов где предел прочности чугуна при изгибе; коэффициент долговечности при расчете на изгиб: минимальное значение .При реверсивной передаче значения допускаемых напряжений умножают на 0,8. Расчеты на прочностьРасчет на контактную прочность зубьев червячного колеса. Расчет передачи проводят по контактным напряжениям для предунреждения усталостного выкрашивания или заедания, которые учитываются при выборе допускаемого напряжения. Формула проверочного расчета имеет вид:

где:коэффициент нагрузки; коэффициент концентрации нагрузки по длине зубьев колеса; коэффициент динамической нагрузки.Концентрация нагрузки по ширине венца червячного колеса в основном вызывается деформациями червяка [6]. Правильно выбранные материалы и хорошая прирабатываемость зубьев колеса уменьшает значение . При постоянной внешней нагрузке =1.Расчет червяка на прочность и жесткость. Расчеты червяка на статическую прочность, сопротивление усталости и жесткость носят проверочный характер: после разработки чертежей валопровода червяка определяются стрела прогиба, эквивалентное напряжение, запас сопротивления усталости и сравниваются с допустимыми значениями .