Материал: 1798

186

Скорость скольжения между червяком и колесом определяют по формуле

В червячной передаче рассчитывают колесо, т. к. оно изготовлено из бронзы, прочность которой значительно меньше стального червяка. Расчет производят на износостойкость по формуле

где k = 1,2 – коэффициент нагрузки; Снч – допускаемый коэффициент контактных напряжений, МПа; М2 – крутящий момент на колесе, Н·мм; z2

– число зубьев колеса.

Таблица 17.1

Определение параметров червячного колеса

Получив результат по формуле (17.32), который измеряется в миллиметрах, по табл. 17.1 выбирают остальные параметры.

Допускаемый коэффициент контактных напряжений Снч для оловянистой бронзы Бр.ОФ10-1 при незакаленном червяке Снч = 0,22

МПа; а при закаленном и шлифованном червяке Снч = 0,32 МПа.

В червячных передачах применяют обильную смазку, чаще окунанием червяка или червячного колеса. При окружной скорости

187

червяка v1 < 4 м/с червяк располагают под колесом. Для этих скоростей можно выбирать алюминиево-железистую бронзу БрАЖ9-4. Допускаемый коэффициент контактных напряжений для этой бронзы принимают

где v1 - окружная скорость червяка v1=vс или скорость скольжения, м/с.

Таблица 17.2

Выбор скорости скольжения vс в зависимости от мощности Nэ и синхронной частоты вращения электродвигателя nс

Если скорость скольжения v1> 4 м/с, то червяк располагают над колесом во избежание чрезмерных потерь на перемешивание масла и заливания подшипников этим маслом.

Последовательность расчета червячной передачи:

1.По заданным полезной нагрузке, скорости и КПД определяют мощность электродвигателя и его частоту вращения, т.е. Nэ и nэ.

2.Так как червяк обычно связан непосредственно с двигателем, по мощности и частоте вращения двигателя задаются скоростью

скольжения по табл. 17.2, а по формуле (17.33) определяют Снч .

3.Определяют передаточное отношение червячной передачи и. Если это грузоподъемное устройство, то число заходов червяка выбирают z1 = 1, а если это другая машина, то выбирают z1 = 2, т. к. чем меньше z1 , тем ниже КПД. При z1 = 4 повышается КПД, но в два раза увеличиваются габариты передачи. Определяют число зубьев

колеса z2 = и12z1.

При этом z2 должно быть больше или равно 32. Если z2<32, то нужно увеличить число заходов червяка z1.

4. Определяют крутящий момент на колесе

где М1 – крутящий момент, Н·м; N1 – мощность, кВт; n1 – частота вращения, об/мин; и12 – передаточное отношение червячной передачи; η12 – КПД червячной передачи, при z1=1 η12=0,7, a при z1=2 η12=0,8.

5.По формуле (17.32) и табл. 17.1 определяют m и q и межцентровое расстояние – по формуле (17.25). Затем находим размеры червяка и

189

параллельными валами. Она по принципу действия похожа на ременную передачу, но в отличие от ременной цепная передача работает подобно зубчатой без проскальзывания.

Передача состоит (рис. 17.4) из ведущей 1, ведомой 2 звездочек и охватывающей их цепи 3. Цепь состоит из множества звеньев, которые шарнирно соединены друг с другом. Шаг цепи t есть расстояние между осями шарниров, соединяющих звенья. Шаг цепи и звездочек должны соответствовать друг другу. Наиболее популярный пример применения цепной передачи – велосипед.

В технике цепные передачи применяются при сравнительно больших межосевых расстояниях в мощных установках: транспортных средствах (мотоциклы, железнодорожные дрезины), транспортирующих машинах (конвейеры, транспортеры, элеваторы), сельхозмашинах (комбайны, сеялки, веялки), подъемно-транспортных устройствах, машинах легкой и пищевой промышленности, химическом машиностроении и т.д. Передаваемая мощность до 100 кВт, скорость цепи до 15 м/с, коэффициент полезного действия η = 0,92…0,95.

Достоинства цепных передач перед ременными: отсутствие проскальзывания, компактность, меньшее давление на валы и подшипники, более высокий КПД.

Недостатки цепных передач: неравномерность угловой скорости ведомого вала, шум, сравнительно высокая стоимость, необходимость тщательного монтажа и ухода, вытяжка цепи вследствие износа ее в шарнирах, которая способна при отсутствии ухода привести к соскальзыванию со звездочек (вспомните велосипед).

Цепи применяют для выполнения разных работ, по их характеру цепи различают:

приводные – для передачи вращательного движения;

грузовые – для подвески и подъема грузов при υ≤0,25 м/с;

тяговые, которые применяют в элеваторах и конвейерах при υ≤2 м/с (подвесные цепные конвейеры для сборки узлов и машин на заводах массового производства, ковшовые элеваторы и т.д.).

Цепные передачи в отличие от ременных применяют в тихоходной

ступени привода при передаче больших усилий.

Для нормальной передачи необходимо поддерживать натяжение цепи с помощью натяжного устройства (см. рис. 17.4). В работающей передаче для преодоления сопротивления ведомой звездочки, т.е. полезной нагрузки (момент М2), в ведущей ветви добавляется дополнительная растягивающая сила, поэтому сила предварительного натяжения F0 увеличивается до F1, а сила предварительного натяжения F0 ведомой ветви уменьшается до F2, а их сумма остается постоянной. Если силы, приложенные к ведомой (правой) звездочке спроектировать на горизонтальную ось, то получим

190

где F – окружная сила цепной передачи, которую можно определить по формуле

где F – окружная сила, Н; N1 – мощность, передаваемая передачей, Вт; v – скорость цепи, м/с; n1 – частота вращения ведущей звездочки, об/мин; d1 – диаметр делительной окружности ведущей звездочки, м.

Неравномерность угловой скорости ведомого вала объясняется неравномерностью

Рис.17.5

скорости цепи. На рис. 17.5 запечатлены два момента. Максимальной является скорость

v1 = ω1r1;

а минимальной – скорость

v2 = ω1 r1 сos (1800 / z1).

Колебание скорости цепи происходит в пределах v2 ≤ v ≤ v1 z1 раз за 1 оборот ведущей звездочки. Пропорционально с той же частотой изменяется угловая скорость ведомой звездочки и ведомого вала.

Эта неравномерность скорости цепи ограничивает максимально допустимую скорость цепной передачи.

Среднюю скорость цепи определяют по формуле