а, спрямованого по нормалі до площини обертання, передавальне відношення u1, 3 можна розписати як:
.
Тоді з урахуванням того, що колесо 3 передачі є нерухомим, тобто:
,
отримаємо:
.
Як правило, u1, Н задано або знаходиться в процесі проектування, тоді:
.
Для подальшого проектування необхідно врахувати умова зачеплення:
В
та технологічне вимога виходячи з умов нарізування зубів:
.
Черв'ячні передачі.
Черв'ячні передачі (Мал. 9.15) порівняно з іншими видами передач відрізняються плавністю ходу, безшумністю роботи, компактністю і великим передавальним відношенням, у зв'язку з чим мають велике застосування в промисловості.
В
Рис. 9.15
Проте головною особливістю і недоліком передачі є наявність великого зусилля тертя між зубами черв'яка і зубами червяного колеса, що призводить до необхідності багатою мастила. Особливою перевагою черв'ячних передач є ефект самоторможенія, який полягає в тому, що обертання можливе тільки від черв'яка до черв'ячного колесу, зворотного ходу - ні. p> Черв'ячні редуктори відносяться до класу гіперболічних передач, в основу якого закладено перетин гіперболоїдів (Мал. 9.16).
В
а) б)
Рис. 9.16
У зоні контакту А1А2 стиль зачеплення дає гіпоїдних передач, в зоні В1В2 - дає гвинтову передачу (або черв'ячну), де зуби колеса і черв'яка нарізаються по гвинтовій лінії (спіралі).
По конфігурації черв'яка черв'ячні передачі ділять на циліндричні (Мал. 9.17, а) і гіпоїдні (Мал. 9.17, б).
В
а) б)
Рис. 9.17
Силове взаємодія черв'яка і колеса в зоні контакту у гіпоїдних передач більше, однак гіпоїдні передачі дорожче у виготовленні.
Профіль зуба черв'ячних передач може бути трапеціодільний. Недоліком таких передач є великі втрати тертя, тому частіше використовують евольвентний профіль зуба. p> Геометрія черв'ячного зачеплення пов'язана з тим, що при зачепленні зуби черв'яка і черв'ячного колеса змушені долати силу тертя (ковзання).
В
Рис. 9.18
При обертанні черв'яка виникають осьова? ос і тангенціальна? t швидкості, векторна сума яких дає швидкість ковзання? ск (Мал. IX. 18), спрямовану по дотичній до спіралі нарізки черв'яка. При підйомі нарізки черв'яка під кутом?: br/>
.
Швидкість ковзання функціонально пов'язана з коефіцієнтом тертя черв'ячної передачі. Чим більше швидкість ковзання (тертя), тим більше кут тертя? (Коефіцієнт тертя):
,
тоді розрахунковий ККД передачі визначається кутом тертя?:
.
Реальні втрати на тертя в черв'ячної парі розраховуються через реальний ККД:
,
де u - передавальне відношення між черв'яком і черв'ячним колесом, яке визначається числом zч. спіралей (заходів), нарізаних на черв'яка, і числом zч.к. зубів черв'ячного колеса:
.
У зв'язку з великими втратами на тертя, ККД черв'ячної передачі (? = 0,7) значно нижче ККД зубчастої передачі (?? 0,95). Енергія, що витрачається на подолання тертя, необоротно переходить в теплову. Тому черв'ячні передачі вимагають багатою мастила, зменшує тертя і відводить значну кількість тепла. Кількість мастила визначається часткою G теплової енергії:
В
і розраховується за формулою:
,
де Gм - витрата масла теплоємністю См масла, понижуючого температуру на? t.
Загальні геометричні зубчастої пари черв'ячної передачі не відрізняються від зубчастого зачеплення. Спільними габаритними параметрами є діаметр d? Ч окружності нарізки черв'яка (або ділильного кола і), діаметр dаЧ окружності виступів і діаметр dfЧ окружності западин (Мал. 9.19).
В
Рис. 9.19
Поряд з цим і для черв'ячного колеса, і для черв'яка загальним геометричним параметром є модуль зачеплення m. Однак на практиці діаметр d? Ч окружності нарізки черв'яка визначається коефіцієнтом q діаметра черв'яка, вибирається залежно від навантаженості пари і переданої редуктором потужності:
.
Коефіцієнт діаметра черв'яка - експериментальна величина, яка формулюється по практичним рекомендаціям, безрозмірна.
Тоді:
,
.
Зазор у черв'ячної пари береться дещо менше, ніж у зубчастої передачі.
Основний габаритної величиною для щаблі передачі є межосних відстань а? Ч, Ч.к., що виноситься в марку черв'ячного редуктора і що є основною розрахунковою величиною при розрахунку пари на міцність:
.
Розрахунок черв'ячної передачі на міцність враховує комплекс сил, що діють в черв'ячної парі. Спіраль черв'яка штовхає черв'ячного колеса з осьовою...
