Тема 8. Понятие текущих затрат и объектов калькулирования

U/200).

Если ведущим является колесо, то вследствие изменения направ­ления сил η= tg(γ - φ)/ tgγ; tgφ = f - коэффициент трения.

\

угол трения.

При γ≤φ, η = 0, т.е. передача движения в обратном направлении невозможна, т. е. передача становится самотормозящей.

η = 0,5...0,92

Достоинства и недостатки червячных передач.

Достоинства:

1. Позволяет получать большие передаточные отношения в од­ной паре.

2. Высокая кинематическая точность, плавность зацепления и
бесшумность работы.

Недостатки:

1. Пониженный КПД - от 0,5 до 0,92.

2. Повышенное скольжение, что приводит к повышенному из­носу и к применению дефицитных материалов.

3. Повышенная сложность изготовления.

4. Повышенная точность и необходимость регулировки при сборке.

5. Возникновение значительных осевых усилий, особенно на червяке.

Все это приводит к тому, что мощности передаваемые передача­ми обычно ограничиваются 50... 60 кВт.

Виды разрушения червячных передач, критерии их работоспо­собности и материал.

В червячных передачах присущи все те виды разрушений зубьев, что и в зубчатых передачах, т. е. разрушение зубьев, как правило, ко­лес, происходит от изгибных напряжений (поломка зубьев), устало­стное выкрашивание, износ, заедание или схватывание поверхностей. Но наиболее опасными здесь являются износ и схватывание поверх­ности. Причинами этому - большая скорость скольжения V_с. Если между трущимися поверхностями нет смазки, то в месте контакта ма­териалов происходит сваривание и вырывание металла с поверхно­сти, так как эти поверхности скользят друг относительно друга. Склонность к заеданию понижается с увеличением твердости по­верхностей, чистоты поверхностей и смазки. Для предупреждения этого явления ограничивают величину контактных напряжений и применяют специальные противозадирочные антифрикционные пары материалов. Однако полностью избежать износа не удается. Так как и заедание и износ зависит от величины контактных напряжений, то, следовательно, можно расчет проводить по ним. Отсюда можно сде­лать вывод, что критериями работоспособности передач являются контактная прочность поверхности зубьев и выносливость зубьев на изгиб, т. е. расчеты проводят те же, что и в зубчатых передачах.

Лучшими противозадирочными и обладающими наименьшими коэффициентами трения материалами являются бронзы при работе по стали. В первую очередь оловянистые БрОФ-10-1, ОНФ - но они до­роги и дефицитны из-за присутствия в них олова, применяются при V_c≥4 м/с. При меньших скоростях от 2 до 4 м/с используют замени­тели оловянистых бронз и чаще всего алюминиево-железистые брон­зы типа БрАЖ 9-4.

Если V_c еще меньше, то может быть использован чугун по стали. Допускаемые напряжения на изгиб и контактные напряжения вычис­ляются по эмпирическим формулам в зависимости от прочностных характеристик материала колеса как наименее прочного или по таб­лицам и корректируются в зависимости от срока службы передачи (учет коэффициента режима нагрузки). На этом я не останавливаюсь, так как этот вопрос не вызывает трудности и, кроме того, о нем бу­дет сказано при рассмотрении червячных передач на упражнении.

Расчет червячных передач на прочность.

Напомню, что расчет червячных передач производят по напряже­ниям изгиба, т. е. расчет на выносливость по изгибу, и на контактную прочность.

Расчет на изгиб.

Наиболее слабым является зуб червячного колеса потому, что ме­ханические характеристики материала колеса ниже, чем червяка и зуб червячного колеса по размерам менее прочен, чем червяка.

Точный расчет затруднен в связи с тем, что зуб имеет перемен­ную форму сечения по ширине колеса и основание зуба расположено по дуге окружности. В связи с этим расчет производят по формуле косозубых передач, но в нее вводят поправочный числовой коэффи­циент, формула имеет вид: σ_F = (F_t2*K_F*cosγ*Y_FS) / 1,3m² *q, где

K_F - коэффициент нагрузки, равный произведению К_β на K_v.

Y_FS - коэффициент формы зуба, определяется по эквивалентному числу зубьев, равному Z_v = Z₂/cos³γ. Этот коэффициент меньше, так как зуб червячного колеса прочнее, чем в косозубой передаче.

Числовой коэффициент учитывает вышеперечисленные особен­ности, а также то, что коэффициент перекрытия, т. е. число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, в червячных передачах больше. Зуб червячного колеса прочнее зуба косозубого колеса ≈ на 40%.

Расчет на контактную прочность.

Аналогично расчету зубчатых передач в качестве исходной при­нимают формулу Герца-Беляева в виде:

σ = 0,418*√E_np*q/ρ_np;

σ _H = (15000/d₂)- √ (T₂*K_H)/d_wl < [σ]_Н;

при этом принимают q = 0,25 Z₂; X = 0 и получают формулу для про­ектного расчета:

a_w = 610*³√(Т₂ * K_H)/[σ_H]²

Допускаемые контактные напряжения.

При скорости скольжения > 4 м/с (т. е. для оловянистых бронз)

[σ]_H = (0,75...0,9)*σ_B*C_v*⁸√10⁷/N_HE;

0,75 - для червяков термообработанных ТВЧ (Токами Высокой Частоты).

0,9 - для цементированных червяков.

σ_в - временное сопротивление при растяжении для бронзы.

C_v - коэффициент который зависит от скорости скольжения.

При скорости скольжения < 4 м/с допускаемые контактные напряжения определяют по зависимости: [ σ]_н ⁼ (300...275) – 25*V_Ck;

275 - принимают для червяка закаленного ТВЧ, а 300 для цемен­тированного червяка.

Допускаемые напряжения изгиба.

При нереверсивной работе передачи определяется по формуле:

[σ]_F = (0,25σ_T + 0,08 σ _B)*⁹√10⁶/N_EF;

σ _т - предел текучести, а σ _в - предел прочности бронзы при рас­тяжении.

N_ЕF - эквивалентное число цикла при расчете на изгиб.

При реверсивной работе червячной передачи полученные значе­ния допускаемых напряжений изгиба умножается на коэффициент = 0,8.

Начиная проектный расчет, предварительно V_ck принимаем по
формуле

V_ck = 4,5*n₁/10⁴ * ³√Т₂ [м/сек], где n₁ - об/мин, Т₂ – Н*м;

Заключение.

В червячных передачах производят еще дополнительные расчеты: тепловой и расчет тела червяка на жесткость. 1-ый расчет необходим потому, что в червячных передачах происходят большие потери. Все эти потери превращаются в тепло и если отвод тепла недостаточен, то передача перегревается и выходит из строя. 2-ой расчет необходим потому, что червяк, имеющий значительную длину между опорами, может оказаться недостаточно жестким. Вследствие этого червяк может по­лучить значительные прогибы, что приведет к нарушению зацепле­ния или приведет к недопустимому росту концентрации нагрузки и, следовательно, к перегрузке передачи. Следовательно, 1-ый расчет ог­раничивает температуру, 2-ой - прогибы червяков. Как производятся эти расчеты, посмотрите в учебниках.

8.1. ПОНЯТИЕ «ЗАТРАТЫ ОРГАНИЗАЦИИ»

Дата добавления: 2014-01-06