Усилия в зацеплении зубьев конических колес. Особенности расчета конических передач на контактную и изгибную выносливость

 

Полное усилие F_n раскладываем на три составляющие.

Окруж­ная составляющая сил, отнесенная к средней по ширине венца делитель­ной окружности

.

Полное усилие

Радиальное усилие на шестерне

Осевое усилие на шестерне

 

Соответственно на колесе

При этом .

Формулы для расчета на прочность зубьев конических зубчатых колёс аналогичны формулам для зубьев цилиндрических зубчатых колёс, т.к. расчеты строят как расчеты эквивалентных цилиндрических колёс. С учетом коэффици­ента снижения нагрузочной способности конической передачи получены сле­дующие формулы:

- формула для определения наибольших напряжений изгиба у корня зуба

 

Здесь у=0,85 - коэффициент, учитывающий неравномерность распре­деления нагрузки по длине зубьев (установлен опытным путём и учитывает по­нижение несущей способности конической передачи по сравнению с эквива­лентным цилиндрическим);

Y_F - коэффициент формы - выбираем по тем же таблицам, что и для прямозубых цилиндрических колёс в зависимости от эквивалентного числа зубьев

,

- формула для определения фактических контактных напряжений

 

для цилиндрических было:

При проектировочном расчете определяют внешнее конусное расстояние

 

20. Червячные передачи: особенности конструкции, достоинства и недостатки, классификация, материалы колес

Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого колеса. Оси валов передачи перекрещиваются, угол перекрещивания обычно равен 90⁰.

В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму, способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению длины контактной линии. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной (2, 4).

Достоинства:

- возможность получения большого передаточного отношения;

- плавность и бесшумность работы;

- возможность получения самоторможения (при смене входа).

Недостатки:

- сравнительно низкий к.п.д. (при однозаходном червяке - 0,72; при двухзаходном - 0,8; при четырехзаходном - 0,9);

- необходимость применения для колеса дорогостоящих антфрикционных материалов;

- повышенный износ и нагрев.

Червячные передачи классифицируются по различным признакам:

1) по форме червяка:

- с цилиндрическим червяком (рисунок 42а);

- с глобоидным червяком (рисунок 42б);

 

 

2)по форме профиля витка червяка:

- с архимедовым червяком (по ГОСТ 19036-81 обозначается -ZA). В осевом сечении профиль зуба имеет форму трапеции, в торцовом сечении - форму архимедовой спирали (рисунок 43а);

- с конволютным червяком, имеющим прямолинейные очертания витка в нормальном сечении (рисунок 43б);

- эвольвентным червяком (ZJ), представляющим косозубое колесо с малым числом зубьев и с большим углом наклона (в торцовом сечении зуб имеет эвольвентный профиль (рисунок 43в).

 

 

В связи с высокими скоростями скольжения материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию.

Червяки изготовляют из углеродистых или легированных сталей. Наибольшей нагрузочной способностью обладают пары, у которых витки червяка термообработаны до высокой твердости с последующим шлифованием.

Червячные колеса изготовливают преимущественно из бронзы, реже из чугуна.

Оловянные бронзы типа ОФ10-1, ОНФ считаются лучшим материалом, однако они дороги и дефицитны. Применяют при больших скоростях V_s=5…25 м/с.Безоловянистые бронзы, например алюминиево-железистые типа Бр.АЖ9-4, обладают повышенными механическими характеристиками, но имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют при V_s<5m/c. Чугун применяют при V_s<2м/с, преимущественно в ручных приводах.