Червячные передачи. Прочность при циклических нагрузках

Вопрос 16

Прочность при циклических нагрузках

Совокупность последовательных значений напряжений (нагрузок) за один период называют циклом напряжений (нагрузок)

Цикл напряжений характеризуется следующими величинами: максимальным σ_max и минимальным σ_min напряжениями, т.е. наибольшим и наименьшим по алгебраическому значению (с учетом знаков) напряжениями; средним напряжением σ_m, равным алгебраической полусумме σ_max и σ_min (σ_m = (σ_max + σ_min)/2); амплитудой цикла напряжений σ_a, равной полуразности σ_max и σ_min (σ_a = (σ_max – σ_min)/2); коэффициентом асимметрии цикла R, равным отношению минимального напряжения к максимальному, т.е. R = σ_min/ σ_max.

Вопрос 17

Расчет на смятие предупреждает пластические деформации рабочих по-

верхностей зубьев при перегрузках

где σ(т)

– предел текучести материала рабочей поверхности зубьев детали

меньшей твердости, МПа;

Расчет на износ

Расчет на износ выполняют по условию

Формула Герца

Заедание зубьев происходит преимущественно в высокоскоростных быстроходных передачах. В месте контакта зубьев развиваются высокие давления и температура, масляная плёнка разрывается и появляется металлический контакт. Здесь происходит как бы сваривание частиц металла с последующим отрывом их от менее прочной поверхности. Образовавшиеся наросты на зубьях задирают поверхности других зубьев, оставляя на них широкие и глубокие борозды в направлении скольжения. Для предупреждения заедания повышают твёрдость рабочих поверхностей зубьев, применяют противозадирочные масла и другие меры, что и против изнашивания.

Усталостные трещины образуются чаще всего у основания зуба на той стороне, где от изгиба возникают напряжения растяжения. Для предупреждения усталостного излома применяют: колёса с положительным смещением при нарезании зубьев; термообработку; дробеструйный наклёп; жёсткие валы, увеличивают модуль и др.

Вопрос 18

Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-орудию, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов (например, вращательное в поступательное) и законов движения.

1) Зубчатые передачи

Достоинства: а) практически неограниченной передаваемой мощности,б) малым габаритам и весу,в) стабильному передаточному отношению,г) высокому КПД, который составляет в среднем 0,97 - 0,98.

Недостатки: шум в работе на высоких скоростях, который однако может быть снижен при применении зубьев соответствующей геометрической формы и улучшении качества обработки профилей зубьев.

Червячные передачи

Отличаются полно­стью бесшумной работой и большим передаточным отношением в одной паре, которое в среднем составляет 16 - 25. Серьезным недостатком червячных передач, ограничивающим их приме­нение при значительных мощностях, является низкий КПД, обусловленный большими потерями на трение в зацеплении. Как следствие низкого КПД - при работе передачи под нагрузкой, выделяется большое количество тепла, которое надо отводить во избежание перегрева. Средние значения КПД первичной передачи составляют 0,7 -0,8.

Цепные передачи

Достоинства: Зубчатые цепи, благодаря относительно меньшему шагу, работают более плавно и бесшумно.

Недостатком цепных передач является сравнительно быстрый износ шарниров, способствующий вытяжке цепи и нарушению ее зацепления со звездочкой, а также шумная работа на высо­ких скоростях вследствие особенностей кинематики цепной передачи.