Основные критерии работоспособности червячных передач. Расчеты червячных передач

Причины выхода из строя червячных передач:

1. износ зубьев червячного колеса;

2. заедание (схватывание) рабочих поверхностей зубьев;

3. поломка зуба червячного колеса;

4. контактное выкрашивание;

5. перегрев передачи;

6. недостаточная жесткость червяка (прогиб).

Основными критериями работоспособности червячных передач являются: износостойкость, прочность, теплостойкость, жесткость.

5.1 Расчет червячных передач на износостойкость.

Расчет на контактную прочность совмещен с этим расчетом путем выбора соответствующих контактных напряжений. Расчет контактных напряжений, от которых в основном и зависит износостойкость, проводится по формуле Герца:

Основные особенности - расчета червячных передач:

1.

2.

После подстановки в формулу Герца с учетом особенностей контакта червячных передач и дальнейших упрощений, получаем выражение:

(1), где

- коэффициент нагрузки учитывает неравномерность распределения нагрузки и динамичность нагрузки (ударность) .

зависит от коэффициента диаметра червяка и от режима нагрузки

- скорости скольжения и степени точности.

Проектный расчет проводится по формуле:

Эта формула получается, если в выражении (1) приравнять левую и правую части, а затем выразить одну из величин.

5.2 Расчет зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба.

Аналогичен расчету косозубых цилиндрических колес с учетом следующих особенностей:

1.арочная форма зуба повышает прочность по сравнению с косозубым колесом;

2.наклон зубьев червячного колеса меньше, чем у большинства косозубых колес.

Поэтому .

5.3 Расчет червячных передач на теплостойкость.

Поскольку, в червячных передачах скорость скольжения значительна, то передача сильно греется, при этом резко ухудшаются свойства смазочного материала, что приводит к повышенному износу или к заеданию.

Расчет на теплостойкость выполняется в форме составления баланса тепла, выделившегося в передаче и отведенного от нее .

(1)

- мощность на червяке;

- коэффициент теплоотдачи;

- площадь охлаждения поверхности редуктора;

- установившаяся температура;

- начальная температура.

Площадь поверхности охлаждения: (дно не учитывается).

H

L B

Решая уравнение (1) относительно t, получим

Для обычных смазочных материалов температура допускаемая .

В предварительных расчетах можно принимать:

Если , то

1. , применить оребрение корпуса

2. , поставить вентилятор на вал червяка

3.Применяют водяное охлаждение масла с помощью установки змеевика:

4.Циркуляционная система смазки (с помощью масленого насоса).

Рекомендуют глубину погружения червяка в смазочный материал не более высоты витка(если червяк расположен снизу); глубину погружения ЧК не более 1/3R.

5.4 Расчет червяка на жесткость.

Этот расчет необходим поскольку повышенные прогибы червяка вызывают недопустимую концентрацию нагрузки в зацеплении.

Расчетная схема:

L

- приведенный момент инерции;

Чтобы уменьшить f нужно сблизить опоры и увеличить диаметр червяка.