Расчет по контактным напряжениям

6.

Виды разрушения зубьев червячных колес

Наиболее характерные виды разрушения: заедание и износ зубьев червячного колеса.

Заедание зубьев более опасно, чем усталостное разрушение в передачах с колесами из твердых безоловянных бронз и чугунов. В этом случае заедание переходит в задир поверхности частицами бронзы, приварившимися к виткам червяка, с последующим быстрым износом и разрушением зубьев. В передачах с колесами из оловянных бронз (мягкие материалы) наиболее опасно усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев колес, но возможно и заедание, которое проявляется в постепенном намазывании бронзы на червяк, при этом передача еще может работать продолжительное время. Для предупреждения заедания ограничивают значение контактных напряжений, применяют актифрикционные материалы и др.

Износ зубьев зависит от шероховатости червяка, точности монтажа, степени загрязненности масла, частоты пусков и остановок передачи, а также от значения контактного напряжения. После износа происходит излом зубьев.

При работе передачи из-за повышенного трения скольжения в зацеплении происходит выделение большого количества теплоты, что ухудшает условия смазки, при этом увеличиваются износ и опасность заедания, поэтому обязательно производят тепловой расчет червячной передачи.

«Расчет на контактную прочность зубьев червячного колеса»

Червячные передачи рассчитывают на сопротивление усталости и статическую прочность по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.

В большинстве случаев напряжения изгиба не определяют размеры передач и расчет по ним применяют в качестве проверочного.

Этот расчет должен обеспечивать не только отсутствие усталостного разрушения поверхностей зуба, но и отсутствие заедания.

[сигма]

- нагрузка на единицу длины контактной линии

к_н = к_нβ · к_нν – коэффициент нагрузки

к_нβ – коэффициент концентрации нагрузки

Концентрация нагрузки по ширине венца червячного колеса в основном вызывается деформациями червяка, который имеет значительные расстояния между опорами. Хорошая прирабатываемость зубьев колеса уменьшает значение к_нβ, которое незначительно выше единицы. При постоянной нагрузке происходит полная приработка и к_нβ = 1.

к_нν – коэффициент динамической нагрузки

Погрешности изготовления и сборки передачи служат причиной пульсации окружной скорости червячного колеса при постоянной скорости червяка, что приводит к возникновению в зацеплении динамической нагрузки, которая при расчетах учитывается коэффициентом к_нν. Значение к_нν зависит от степени точности передачи и окружной скорости.

- суммарная длина контактной линии [Σ - сигма]

- приведенный модуль упругости

Е₁ – модуль упругости червяка

Е₂ – модуль упругости червячного колеса

- приведенный радиус кривизны [ρ - ро]

μ – коэффициент Пуансона

для чугуна μ [ми] = 0,25 для стали μ [ми] = 0,3

Расчет по напряжению изгиба ведут для колеса, т.к. витки червяка значительно прочны σ_F ≤ [σ_F] [сигма].

Дата добавления: 2015-06-04