Критерии работоспособности зубчатых и червячной передач

Введение

В конструкциях механизмов и машин наиболее широкое распространение получили зубчатые и червячные передачи из-за небольших габаритных размеров, способности передавать высокую нагрузку и технологичности изготовления. Современный инженер должен обладать навыками проектирования данных передач и иметь представление не только о порядке проведения расчёта, но и критериях работоспособности, по которым осуществляется расчёт проектируемой передачи.

Одним из важнейших моментов при проектировании является выбор материала для элементов передачи и методов улучшения его функциональных свойств. Так, например, неправильно подобранный материал или неправильно выполненная термообработка снижает ресурс работы передачи и увеличивает ее габаритные размеры, что ведёт к увеличению материалоёмкости и стоимости всего проектируемого механизма.

Кроме этого, при проектировании передач следует стремиться к тому, чтобы геометрические параметры были подобраны таким образом, чтобы передача была равнопрочна по различным критериям работоспособности. Например, для зубчатой передачи не должна наблюдаться большая недогрузка и при расчете на контактную прочность, и при расчете на прочность по напряжениям изгиба. Этого можно добиться выполнением существующих рекомендаций при расчёте геометрических параметров передачи в рамках проектного расчета, приведенных в литературе.

Обучение студентов умению самостоятельно производить выбор материалов и термообработки, расчет геометрических параметров и проверку передачи по критериям работоспособности для зубчатых и червячных передач является одной из главных задач дисциплины «Детали машин».

Под действием сил, возникающих в зацеплении зубчатой передачи, зуб находится в сложном напряженном состоянии. Решающее влияние на его работоспособность оказывают два основных напряжения: контактные напряжения и напряжения изгиба .

Для каждого зуба и не являются постоянно действующими. Они изменяются во времени по некоторому прерывистому циклу. Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломки зубьев и выкрашивания поверхности, поэтому и приняты за критерии работоспособности и расчёта зубчатой передачи.

В современной методике расчета из двух напряжений и за основные, относительно которых ведется проектный расчёт (в ходе которого определяются геометрические параметры передачи), в большинстве случаев приняты контактные напряжения , так как в пределах заданных габаритов зубчатых колес остаются постоянными, а можно уменьшать путем увеличения модуля.

Червячные передачи, так же как и зубчатые, рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям . В отличие от зубчатых, в червячных передачах чаще наблюдается износ и заедание, а не выкрашивание поверхности зубьев. Интенсивность износа зависит от величины контактных напряжений, поэтому расчет по контактным напряжениям для червячных передач является основным. Расчет по напряжениям изгиба производится при этом как проверочный.

Дата добавления: 2014-12-25