Лекция № 8. При работе имеет место скольжение витков червяка вдоль контактных линий

При работе имеет место скольжение витков червяка вдоль контактных линий. Поэтому потери на трение по сравнению с другими передачами увеличены.

В общем случае суммарный КПД:

η_Σ = η_п ∙ η_зв ∙ η_ρ, где

η_п – КПД пары подшипников;

η_зв – КПД зубчато-винтовой передачи

(, где ψ_w – угол наклона зубьев; φ’ – угол трения);

η_ρ – КПД, учитывающий перемешивание масла.

Суммарный КПД η_Σ = 0,75 ÷ 0,92.

Для увеличения КПД червячной передачи необходимо увеличивать z₁ или уменьшать q.

Тепловой расчёт червячной передачи.

Выделяемая в червячной передаче тепловая мощность равна:

Q_m = (1 - η_Σ) ∙ P₁, где

η_Σ – суммарный КПД;

P₁ – мощность, которая подводится к ведущему валу передачи.

Мощность теплоотдачи:

Q₀ = A ∙ K_t ∙ (t_м – t_в) ∙ (1 + λ), где

K_t – коэффициент теплоотдачи;

А – площадь поверхности корпуса редуктора, отдающая тепло;

λ – коэффициент, учитывающий отвод тепла через днище;

t_м – температура масла;

t_в – температура охлаждающей среды.

В случае воздушного охлаждения t_м = 110°С; t_в = 20°С.

Ременная передача.

Ременная передача – передача, которая состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня.

Преимущества ременной передачи:

1) простота;

2) возможность обеспечения больших межцентровых расстояний (до 15 м);

3) высокая частота вращения;

4) плавность и бесшумность работы;

5) хорошие демпфирующие свойства передачи.

Недостатки ременной передачи:

1) низкая долговечность ремня;

2) большие (по сравнению с зубчатыми передачами) нагрузки на подшипники;

3) непостоянство передаточного отношения из-за проскальзывания ремня;

4) чувствительность передачи к влаге и нефтепродуктам.

Обычно, передаваемая мощность ременной передачи не превышает 50 кВт. Как правило, ременную передачу используют первой в общей кинематической цепи.

Ремни бывают плоские, клиновые, поликлиновые, круглые.

Геометрические соотношения.

Межосевое расстояние a ≥ 1,5 ∙ (d₁ + d₂) – плоскоременная передача.

a ≥ 0,55 ∙ (d₁ + d₂) + h – клиноременная передача, где h – высота клинового ремня.

Длина ремня определяется по следующей формуле:

После определения расчётной длины её округляют до ближайшего стандартного значения.

Минимальный угол обхвата для плоскоременной передачи – 150°, для клиноременной – 110°.

Силы в передачах.

Для работы ремень предварительно натягивают, создавая усилие F₀.

В процессе работы передачи усилия в ремне изменяются и становятся равными:

F₁ = F₀ + F_t/2 – для набегающей ветви;

F₂ = F₀ - F_t/2 – для cбегающей ветви.

При облегании ремнём шкива в ремне возникают центробежные силы:

F_v = ρ ∙ A ∙ V², где

ρ – плотность ремня;

А – площадь поперечного сечения ремня;

V – линейная скорость ремня.

Условно считают, что сила F_п действует по линии центров и её рассчитывают по формуле: F_п = 2 · F₀ · sin (α₁/2).

Обычно, усилия, действующие на подшипники, больше тяговых усилий примерно в 3 раза: F_п ≥ 3 ∙ F_t.

Скольжение ремня по шкивам.

Существует 2 вида скольжения:

1) упругое (обусловлено разницей усилий в ветвях ремня);

2) пробуксовка.

Имеет место явление, когда скорости перемещения ремня и шкива существенно отличаются друг от друга.

По мере роста величины F_t величина дуги покоя будет уменьшаться.

Когда α_п1 и α_п2 равны 0, то имеет место пробуксовка.

Передаточное отношение ременной передачи.

Линейная скорость обода шкива.

где

ξ – коэффициент, характеризующий проскальзывание ремня.

Так как проскальзывание ремня зависит от режима нагружения, то U не является постоянным.

- упругое скольжение.

Расчёт ременных передач.

Основной расчёт ременных передач – на тяговую способность.

Проверочный расчёт ременных передач – на долговечность.

Тяговая способность ремня обусловлена сцеплением ремня со шкивом.

Долговечность ремня – свойство сопротивляться усталостному разрушению.