Расчет червячной передачи по напряжениям изгиба

Для прямозубых зубчатых колёс условие прочности по изгибным напряжениям

Для червячного колеса (рис. 10.6)

где и - учитывают наличие перекрытия и реальную длину линии контакта;

.

Тогда условие прочности для червячного колеса запишется

,

где Y_b=cos²g_w – коэффициент, учитывающий отличия в работе биэквивалентного прямозубого колеса и реального червячного колеса, или

Для средних приведенных значений d= 50⁰; e_a= 1,6; k_u= 0,75 получим

Для проектировочного расчета модуль определяют по зависимости m=d₂/z₂.

Здесь d₂ принимают из проектировочного расчета на контактную выносливость, а z₂= z₁U, где z₁ – число заходов.

Тепловой расчет червячного редуктора

Механическая энергия, затрачиваемая на преодоление сил трения в червячном редукторе, превращается в тепло. Повышение температуры приводит к снижению вязкости в смазке и её защитных свойств, что приводит к вероятности задиров. Условие теплового расчета t_m £ [ t_m ], где [ t_m ] = 80…95 ⁰C, для авиационных масел [ t_m ] =110 ⁰C – допускаемая температура масла.

Мощность теплового потока выделяемого в результате работы сил трения

.

Мощность, отводимая в результате охлаждения определяется по зависимости

.

Здесь k_T= 12…19 Вт/м²·С⁰ – коэффициент теплоотдачи от поверхности корпуса редуктора; А – поверхность охлаждения, [м²]; (t_m-t ₀) – разность температур масла и окружающего воздуха [⁰C], где t ₀=20 ⁰С.

Таким образом, в связи с наличием трения тепло подводится, а из-за теплоотдачи отводится. С течением времени установится постоянная температура вследствие теплового баланса, т.к. P_r=P_{отв .} Следовательно можно записать

1000 P ₁(1- h)= k_TA (t_m-t ₀).

Из последнего уравнения находят

.

Если оказалось, что t_m> [ t_m ], то используют следующие мероприятия:

1. Снижают потери на трение;
2. Увеличивают поверхность охлаждения за счет оребрения;
3. Применяют искусственное охлаждение – обдув, водяное охлаждение масляной ванны, циркуляционная смазка. За счет этого k_T можно увеличить в 10 и более раз.