Оценка и применение

Недостатки:

1. Низкий кпд;

Всё вышесказанное ограничивает область применения ЧП мощностями в 50 – 60 кВт. При больших мощностях и длительной работе потери в ЧП столь существенны, что их применение становится невыгодным.

16.7. Основные критерии работоспособности и расчёта ЧП.

Червячные передачи, так же как и зубчатые, рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. В отличие от ЗП, в ЧП чаще наблюдается износ и заедание, а не выкрашивание поверхности зубьев, При мягком материале колеса (оловянистые бронзы) заедание проявляется, в так называемом, «намазывании» бронзы на червяк, при котором передача может ещё работать продолжительное время.При твёрдых материалах (алюминиево-железистые бронзы, чугун и др.) заедание переходит в задир поверхности с последующим быстрым разрушением зубьев колёс.

Повышенный износ и склонность к заеданию ЧП связаны с большими скоростями скольжения и неблагопритным направлением скольжения относительно линии контакта.

Рис. 15.6

Из теории смазки известно, что наиболее благоприятным условием для образования жидкостного трения (рис.15.6) является перпендикулярное направление скорости скольжения к линии контакта ().

В ЧП в заштрихованной зоне направление почти совпадает с направлением контактных линий, условия смазки здесь затруднены. Поэтому при больших нагрузках в этой зоне начинается заедание, которое распространяется на всю рабочую поверхность зуба.

Интенсивность износа зависит также от значений контактных напряжений.

Поэтому расчёт по контактным напряжениям ЧП является основным, Расчёт по напряжениям изгиба проводится при этом как проверочный.

15.8. Расчёт червячных передач по контактным напряжения.

При этом расчёте используют формулу Герца-Беляева для начального контакта по линии

Для архимедовых червяков радиус кривизны витков червяка в осевом сечении и тогда .

По аналогии с косозубой передачей

,

где - суммарная длина линии контакта:

, и тогда

.

Подставляя в формулу Герца-Беляева полученные выражения, получим

. (15)

Учитывая, что - торцовой коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса; - коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии в связи с тем, что соприкосновение осуществляется не по полной дуге обхвата , а как показано на рисунке; - угол профиля; - коэффициент расчётной нагрузки; - угол подъёма винтовой линии; - угол обхвата червяка колесом; - межосевое расстояние и и решая формулу (15) относительно межосевого расстояния получим

. (16)

15.9. Расчёт червячных передач на изгиб.

По напряжениям изгиба рассматривают только зубья колеса, так как червяк изготовлен из более прочного материала.

Для упрощения расчётов червячное колесо рассматривают как цилиндрическое косозубое и в формулу (7) вводят следующие поправки и упрощения:

1. По своей форме зуба червячное колесо прочнее косозубого колеса (примерно на 40%). Это связано с дугообразной формой зуба и с тем, что во всех сечениях, кроме среднего, зуб червячного колеса нарезается как бы с положительным смещением, а коэффициент формы зуба Y_F определяется исходя из числа зубьев эквивалентного колеса

2. Червячная пара хорошо прирабатывается. Поэтому принимают и (см. форм.8), тогда

(17)

где - нормальный модуль.

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.