Тепловой расчет червячной передачи
Червячные передачи работают с большим тепловыделением. Если масло нагреется до температуры, превышающей допустимую [t]max ≈ 95°, то оно теряет защитную способность и приводит к опасности заеданий в передаче. Расчет проводят на основе теплового баланса, т.е. приравнивают тепловыделения теплоотдаче.
Количество тепла (ккал/час), выделяющееся в непрерывно работающей червячной передаче равно:
.
Максимальное количество тепла, отводимое корпусом передачи находится из соотношения:
,
где: η – КПД червячной передачи,
N1 – передаваемая мощность, KBт,
KT – коэффициент теплоотдачи
KT = 10 …16 ккал/м2
t0 – температура окружающего воздуха, °С,
S – свободная поверхность охлаждения корпуса передачи (плюс 50 % поверхности ребер), м2.
ψ – коэффициент, учитывающий теплоотвод в фундаментную плиту или раму ψ ≈ 0,3.
Приравнивая левые части уравнений /на основе теплового баланса: Q = Q1max, после преобразований можно получить рабочую температуру масла или мощность, длительно передаваемую передачей при условии, что температура масла в редукторе не превышает допустимой:
,
или:
.
Если t > [t]max, т.е. Q > Qmax, то должен быть предусмотрен отвод избыточного тепла Q – Q1max. Это достигается оребрением редуктора, искусственной вентиляцией, змеевиками с охлаждающей жидкостью в масляной ванне и др. охлаждающими устройствами.
Если передача работает с перерывами и время непрерывной работы и паузы малы по сравнению с временем разогрева передачи до установившейся температуры, то расчет можно вести по тем же зависимостям, что и при постоянном режиме, но по среднему количеству тепла, выделяющемуся за единицу времени, тогда, в формулы вместо Q подставляют
, 
где: ТР – время работы,
Тобщ – общее время: время работы (Тр) плюс время пауз за один цикл работы передачи или, например, за 1 час.
Для передач, работающих с длительными остановками, во время которых они успеют остыть, расчетом определяют время "Т" непрерывной работы до приобретения маслом предельно допустимой температуры.
12Виды валов:
1) коренные,
2) шпиндели,
3)трансмиссионные.
По форме геометрической оси валы бывают:
1) прямые, 2) коленчатые; 3)гибкие.
По типу сечения валы бывают:
1) сплошные; 2) полые.
Оси бывают вращающиеся и неподвижные.
Прямые валы и оси изготавливают гладкими или ступенчатыми. Образование ступеней связано с различной напряженностью отдельных сечений, а также с условиями изготовления и сборки.
 |
12.2 Элементы конструкции
12.3 Материалы
Материалы валов и осей должны быть прочными, хорошо обрабатываться и иметь высокий модуль упругости. Основными материалами для валов служат углеродистые и легированные стали. Для большинства валов применяют термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х. Для высоконапряжённых валов ответственных машин применяют легированные стали 40ХН, 20Х, 12ХНЗА. Для осей обычно применяют сталь углеродистую обыкновенного качества. Заготовки валов и осей – это круглый прокат или специальные поковки.
12.4. Расчет валов и осей
Основным критерием работоспособности валов и осей являются сопротивление усталости материала и жёсткость. Расчёт валов выполняется в два этапа: предварительный (проектный) и окончательный (проверочный).
Проектировочный расчёт вала выполняют как условный расчёт только на кручение для ориентировочного определения посадочных диаметров. Исходя из условия прочности на кручение
получим формулу проектировочного расчёта
где Мk – крутящий момент в расчётном сечении, Н*м; 
Н/мм2 – допускаемое напряжение при кручении
Проверочный расчет для валов - расчёт на сопротивление усталости - является основным расчётом на прочность. Основными нагрузками на валы являются силы от передач через насаженные на них детали: зубчатые или червячные колёса, звёздочки, шкивы. Проверочный расчет вала производится с применением гипотез прочности.Условие прочности в этом случае имеет вид:
где Мэкв — так называемый эквивалентный момент.
При гипотезе наибольших касательных напряжений (иначе — третья гипотеза)
При гипотезе потенциальной энергии формоизменения (иначе — пятая гипотеза)
где в обеих формулах Мк и М„ — соответственно крутящий и суммарный изгибающий моменты в рассматриваемом сечении вала. Числовое значение суммарного изгибающего момента равно геометрической сумме изгибающих моментов, возникающих в данном сечении от вертикально и горизонтально действующих внешних сил, т. е.
При проектировочном расчёте оси ее рассматривают как балку, свободно лежащую на опорах и нагруженную сосредоточенными словами, вызывающими изгиб. Устанавливают опасное сечение, для которого требуемый диаметр оси определяют из условия прочности на изгиб
откуда 
где Ми – максимальный изгибающий момент, Н*м;
- допускаемое напряжение изгиба, Н/мм2.
Выбор допускаемых напряжений . Оси изготовляемые из среднеуглеродистых сталей 
Во вращающихся осях 
Проверочный расчёт осей - частный случай расчёта валов при крутящем моменте Мк = 0.