В зацеплении Новикова Повреждение поверхности зубьев Проверочный расчет на выносливость при изгибе Приводные ремни и область их применения Проектирование новой машины Проектный расчет валов Муфты продольно-разъемные


Курсовой проект по дисциплине "Детали машин"

КПД червячной пары

По аналогии с винтовой парой при ведущем червяке КПД определяется по формуле

,

где   – угол трения.

Угол трения определяется по формуле

,

где  – коэффициент трения, зависящий от скорости скольжения (с увеличением скорости скольжения коэффициент трения, а, следовательно, угол трения уменьшаются).

КПД увеличивается с увеличением числа заходов червяка (увеличивается угол подъема витков червяка : ) и с уменьшением угла трения (коэффициента трения).

При ведущем червячном колесе КПД определяется по формуле

.

При  , следовательно, передача движения в обратном направлении (от колеса к червяку) становится невозможной. В данном случае получаем самотормозящуюся червячную пару. Свойство самоторможения червячных передач используется в грузоподъемных и других механизмах. КПД самотормозящейся червячной пары всегда меньше 0,5. Для надежности самоторможения рекомендуется выбирать .

Силы в зацеплении

Сила зацепления в червячной паре раскладывается на три составляющие (рис. 6.4). Окружная сила на колесе  равна осевой силе на червяке :

.

 

Рис. 6.4

 

Окружная сила на червяке  равна осевой силе на колесе :

.

Радиальные составляющие силы зацепления определяются по формуле

,

где  – угол профиля (см. параграф 6.3).

Критерии работоспособности и расчета

Основными напряжениями, определяющими работоспособность червячных передач, также как и для других типов зубчатых передач являются контактные напряжения и напряжения изгиба. Червячные передачи выходят из строя, как правило, вследствие механического изнашивания, изнашивания при заедании и усталостного изнашивания. Повышенное изнашивание червячных передач связано с большими скоростями скольжения и неблагоприятным направлением скольжения по отношению к линии контакта.

Механическое изнашивание ограничивает срок службы большинства червячных передач. Данный вид изнашивания в значительной мере зависит от следующих факторов:

– смазки;

– неточности монтажа передачи;

– частых пусков и остановов передачи, при которых условия смазки ухудшаются;

– загрязнения смазочного материала;

– повышенной шероховатости поверхности червяка.

Значительное изнашивание, а также погрешности изготовления могут привести к поломке зубьев червячного колеса.

Изнашивание при заедании зависит от материала червячного колеса. При мягком материале червячного колеса (оловянистые бронзы) данный вид изнашивания проявляется в постепенном “намазывании” материала колеса на червяк. В данном случае передача может работать продолжительное время. При твердых материалах колес (алюминевожелезистые бронзы, чугуны) изнашивание сопровождается задиром с последующим быстрым разрушением зубьев червячного колеса.

Усталостное изнашивание главным образом наблюдается в передачах с колесами, изготовленными из бронз, стойких против заедания. Усталостное изнашивание сопровождается выкрашиванием, как правило, зубьев червячного колеса.

При действии больших перегрузок может наблюдаться пластическое разрушение рабочих поверхностей зубьев червячного колеса.

Для предупреждения заедания ограничивают значения контактных напряжений и применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяки изготавливают из сталей, колеса – из бронзы или чугуна. Интенсивность механического изнашивания также зависит от значения контактных напряжений. Поэтому расчет на контактную выносливость для червячных передач является основным расчетом. Расчет по напряжениям изгиба выполняется в виде проверочного расчета. Только для мелкомодульных передач с большим числом зубьев червячного колеса ( > 100) напряжения изгиба могут стать решающими.


Методы повышения износостойкости деталей машин