16. Расчёт червячных передач на контактную прочность и выносливость при изгибе.

Проектный расчёт червячной передачи заключается в определении главного параметра – межосевого расстояния a_w, мм:

a_w = 61 ³√М₂ ∙ 10³/[σ_H]²,

где М₂ – вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Нм,

[σ_H] – допускаемое контактное напряжение, Н/мм².

Полученное значение межосевого расстояния округлить до ближайшего числа нормальных линейных размеров, а затем определить все геометрические характеристики червячного зацепления.

Дальше следует проверка напряжения изгиба зубьев колеса

σ_F2 = 0,7 Y_F2 ∙ Fa₂/b₂m ∙K ≤ [σ_F],

где σ_{F2 –} расчётное напряжение изгиба зубьев колеса, Н/мм²

Y_{F2 –} коэффициент формы зуба колеса,

Fa₂ – осевая нагрузка на колесе, Н,

b₂ – ширина зубчатого венца колеса, мм,

m – модуль зацепления, мм,

К – коэффициент нагрузки.

Допускается недогрузка пердачи (σ_H > [σ_H]) не более 15% и перегрузка (σ_H < [σ_H]) до 5%. Если

условие прочности не выполняется, то следует выбрать другую марку материала венца червячного колеса и повторить весь расчёт передачи.

При проверочном расчёте червячной передачи уточняют коэффициент полезного действия

η = tg γ / tg (γ + φ'),

где η – расчётный коэффициент полезного действия червячной передачи,

γ – делительный угол подъёма линии витков червяка, град

φ – угол трения, град.

Затем выполняется проверочный расчёт по контактным напряжениями

σ_Н = 340√F_t2·K/d₁·d₂,

где F_{t2 –} окружная сила на колесе, Н,

К – коэффициент нагрузки (при v₂ ≤ 3 м/с К = 1; при v₂ > 3 м/с К = 1,1...1,3)

[σ_H] – допускаемое контактное напряжение, Н/мм²,

σ_{H –} расчётное (фактическое) контактное напряжение, Н/мм².

При проверочном расчёте σ_F2 получаются меньше [σ_F], так как нагрузочная способность червячных передач ограничивается контактной прочностью зубьев червячного колеса.

17. Фрикционные передачи: общие сведения, классификация, основные геометрические параметры.

Фрикционная передача относится к передачам трением с непосредственным контактом фрикционных элементов. Передача состоит из двух катков, закреплённых на валах.

В зависимости от назначения различают фрикционные передачи: 1) с нерегулируемым передаточным отношением и 2) с бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного отношения. Такие передачи называют вариаторами.

В зависимости от взаимного расположения осей валов фрикционные передачи бывают:

1) цилиндрические при параллельных осях; 2) конические при пересекающихся осях; 3) лобовые при скрещивающихся осях.

В зависимости от условий работы фрикционные передачи подразделяют на: 1) открытые – работают всухую и 2) закрытые – работают в масляной ванне.

Достоинства: простота конструкции и обслуживания; равномерность и бесшумность вращения; возможность бесступенчатого регулирования передаточного отношения, причём на ходу, без останова передачи.

Недостатки: большой и неравномерный износ рабочих поверхностей катков при буксовании;

большие нагрузки на валы и подшипники от прижимной силы F_r, что требует увеличения размеров валов и подшипников и, следовательно, делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает величину передаваемой мощности. Непостоянное передаточное отношение I из-за проскальзывания катков.

Применение. Фрикционные передачи с нерегулируемым переда­точным отношением в машиностроении применяют сравнительно редко, например в фрикционных прессах, молотах. В качестве силовых передач они громоздки и малонадежны. Эти передачи используют преимущественно в приборах (спидометры, магнитофоны и др.), где требуется плавность и бесшумность работы. Фрикционные передачи с бесступенчатым регулированием — вариаторы — широко приме­няются в различных машинах, например, в металлорежущих станках, в текстильных и транспортирующих машинах и т. д. Фрикционные передачи предназначены для мощностей, не превышающих 20 кВт, окружная скорость катков допускается до 25 м/с

Основные геометрические параметры:

1. Межосевое расстояние: a = (D₁ + D₂) / 2 = D₁ · (i + 1) / 2.

2. Диаметр ведущего катка: D₁ = 2a / (i + 1).

3. Диаметр ведомого катка: D₂ = D₁ · i = 2ai / (i + 1).