45. Тепловой расчет, охлаждение и смазка червячной передачи.

Механическая энергия, потерянная в передаче, превращается в тепловую и нагревает передачу. Если отвод теплоты недоста­точный, передача перегревается и выходит из строя. Количество теплоты, выделяющейся в передаче в секунду, или тепловая мощ­ность,

где - мощность на входном валу, Вт; - КПД передачи.

Через стенки корпуса редуктора теплота отдается окружаю­щему воздуху, происходит естественное охлаждение. Количество теплоты, отданной при этом в секунду, или мощность теплоотдaчи,

где - площадь поверхности охлаждения, м²; - внутренняя температура редуктора или температура масла, ⁰С; - температура окружающей среды (воздуха), ⁰С; коэффици­ент теплоотдачи, Вт/(м² ∙ ⁰С).

Под площадью поверхности охлаждения понимают только ту часть площади наружной поверхности корпуса редуктора, кото­рая изнутри омывается маслом или его брызгами, а снаружи - свободно циркулирующим воздухом. По последнему признаку обы­чно не учитывают площадь поверхности днища корпуса. - площадь поверхности охлаждающих ребер, м²; =1 - вертикаль­ные ребра; = 0,5 - горизонтальные ребра; = 0 - корпус без ребер.

Допускаемое значение зависит от сорта масла, его спо­собности сохранять смазывающие свойства при повышении тем­пературы. Для обычных редукторных масел допускают = 60...70⁰С (наибольшая температура 85...90⁰С). Авиационные масла допускают = 100... 120⁰С.

46. Глобоидные передачи.

У глобоидных передач витки червяка образуются на глобоиде. Нагрузочная способность этих передач примерно в 1,5 раза больше по сравнению с обычными червячными пере­дачами. Повышение нагрузочной способности глобоидных передач объясняется одновременным зацеплением большого числа зубьев и благоприятным расположением линий контакта.

В глобоидном зацеплении линии контакта располагаются почти перпендикулярно направлению скоростей скольжения, что способствует образованию непрерывной масляной пленки на трущихся поверхностях. Благоприятные условия смазки способствуют устранению заедания и позволяют повысить контактные напряжения. Изготовление червячных передач с глобоидным червяком значительно сложнее, чем с цилиндрическим. При сборке необходимо обеспечить точное осевое положение не только колеса, но и червяка. Передачи очень чувствительны к износу под­шипников и деформациям. Эти недостатки ограничивают примене­ние глобоидных передач.

Получают распространение цилиндрические червяки с вогнутым профилем витков. Они проще в изготовлении и эксплуатации и в то же время не уступают глобоидным червякам по на­грузочной способности. У них также благоприятное расположение контактных ли­ний для режима жидкостного трения .

Параметры оптимизации червячной передачи по сравнению с зубчатой допол­няют числом заходов червяка и коэф­фициентом диаметра червяка. В качестве критериев оптимизации кроме цены или массы рассматривают величину КПД и нагрев редуктора.

47.Ременные передачи. Принцип действия и классификация.

Принцип действия и классификация. Схема ременной передачи изображена на рис. Передача состоит из двух шкивов, закреп­ленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. Нагрузка переда­ется силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вслед­ствие натяжения последнего.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: плоскоременную (а), клиноременную (б) и круглоременную (в) передачи.

Оценка и применение. Ременная передача является одним из старейших типов механических передач, сохранивших свое значение до последнего времени. По сравнению с другими типами передач ременная обладает рядом особен­ностей, которые определяют це­лесообразность ее применения. Для оценки ременной передачи сравним ее с зубчатой передачей, как наиболее распространенной. При этом можно отметить следу­ющие основные преимущества ре­менной передачи: возможность передачи движения на значитель­ное расстояние (до 15 м и более); плавность и бесшумность работы, обусловленные эластичностью ремня и позволяющие работать при высоких скоростях; предохранение механизмов от резких коле­баний нагрузки вследствие упругости ремня; предохранение ме­ханизмов от перегрузки за счет возможного проскальзывания рем­ня; простота конструкции и эксплуатации (передача не требует смазки).

Основными недостатками ременной передачи являются: повы­шенные габариты (для одинаковых условий диаметры шкивов примерно в пять раз больше диаметров зубчатых колес); некоторое непостоянство передаточного отношения, вызванное зависимостью скольжения ремня от нагрузки; повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня (увеличение нагрузки на валы в 2...3 раза по сравнению с зубчатой передачей); низкая долговечность ремней (в пределах от 1000 до 5000 ч).

Ременные передачи применяют преимущественно в тех случаях, когда по условиям конструкции валы расположены на значительных расстояниях. Мощность современных передач не превышает обыч­но 50 кВт. В комбинации с зубчатой передачей ременную передачу устанавливают обычно на быстроходную ступень, как менее нагру­женную.

В современном машиностроении наибольшее распространение имеют клиновые ремни. Применение плоских ремней старой конст­рукции значительно сократилось. Плоские ремни новой конструк­ции (пленочные ремни из пластмасс) получают распространение в высокоскоростных передачах. Круглые ремни применяют только для малых мощностей: в приборах, машинах домашнего обихода и т. п.

Значение указывают в задании на проектирование (обычно 20⁰С).

В закрытых небольших помещениях при отсутствии вентиляции 8...10, а в помещениях с интенсивной вентиляцией 14...17 Вт/(м² ∙ ⁰С). Значение уменьшается при загрязнении корпуса реду­ктора.

Если

это означает, что естественного охлаждения достаточно. В против­ном случае необходимо применять искусственное охлаждение или снижать мощность передачи.

Искусственное охлаждение осуществляют следующими спосо­бами:

1. Обдувают корпус воздухом с помощью вентилятора. При этом повышается до 20...28 Вт/(м² ∙ ⁰С). Обдуваемая поверхность обычно снабжается ребрами.

2. Устраивают в корпусе водяные полости или змеевики с про­точной водой. При этом повышается до 90...200 Вт/(м² ∙ ⁰С) при скорости воды в трубе до 1 м/с.

3. Применяют циркуляционные системы смазки со специаль­ными холодильниками.

В первых двух случаях, а также при естественном охлаждении смазка осуществляется путем погружения червяка в масляную ванну. Рекомендуемое количество масла в ванне ~0,35...0,7 л на 1 кВт передаваемой мощности.

При циркуляционной смазке масло подают насосом в места зацепления и к подшипникам. При этом оно прогоняется через фильтр и холодильник. Непрерывная очистка масла является большим преимуществом циркуляционной смазки, ее применяют при окружных скоростях =12...15 м/с.

Искусственное охлаждение применяют в некоторых случаях для червячных и всех глобоидных передач. Для зубчатых, а также для червячных передач при сравнительно малой мощности и высо­ком КПД (многозаходные червяки), как правило, достаточно есте­ственного охлаждения. Сорт масла выбирают в зависимости от окружной скорости и нагруженности передачи.