Файл: Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры.pdf

следовательно,

где Z2 — число зубьев колеса. Таким образом,

или, учитывая формулу (433), получим

(435)

Обозначим

(436)

из формулы (а) получим

(436а)

д ~ является параметром червячной фрезы и должен выражаться целым числом. Значения q приведены в табл. 51.

Формулу (436) определяет зависимость между диаметрами чер­ вяка и червячного колеса.

Для нормальной работы червячной передачи необходимо обес­ печить тщательную смазку рабочих поверхностей. Поэтому в сило­ вых установках применяются лишь закрытые червячные передачи в виде червячных редукторов.

Изготовляются червяки на токарных или на специальных фре­ зерных станках с помощью дисковых фрез. Червячные колеса нарезаются червячными фрезами. Как уже упоминалось ранее, в качестве материала для зубьев червячного колеса применяется бронза и чугун.

При окружной скорости червяка менее 2 м/сек можно приме­ нять различные малооловянистые и безоловянистые бронзы при закаленном стальном червяке. При небольших нагрузках и скоро­

При применении бронз с пределом прочности выше 40 кг/млі2,

с последующей шлифовкой рабочей поверхности.

Применение закаленных и цементированных червяков с отполи­ рованной рабочей поверхностью улучшает работу передачи, так как при этом уменьшается износ и выкрашивание рабочей поверхности колеса и увеличивается к. п. д. передачи.

219

Для более мягких рабочих поверхностей червяка, полученных обычным улучшением стали, рекомендуется, особенно при больших скоростях, применять полировку рабочей поверхности, что умень­ шает опасность «намазывания» бронзы на червяк, снижает выкра­ шивание зубьев червячного колеса и потери на трение.

§ 62. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕ. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

Для определения величины и направления сил, действующих в червячной передаче, необходимо установить направление враще­ ния червячного колеса в зависимости от направления вращения

Рис. 197 а. 6, в. Силы, действующие в червячной передаче

червяка. Это направление легко можно определить, исходя из аналогии между червячной передачей и системой винт—гайка. Поэтому при определении вращения червячного колеса можно пользоваться следующим правилом.

Если смотреть на торец винта, то при правой резьбе и нравом вращении винта точка колеса, сцепляющаяся с винтом, кажется приближающейся к наблюдателю.

На рис. 197 показана кинематическая схема зацепления. При зацеплении рейки (винта) и зубчатого колеса полное давление колеса на винт будет направлено по линии, перпендикулярной боковой поверхности червяка, лежащей в плоскости N, перпенди­ кулярной направлению винтовой линии. След этой плоскости па рис. 197, в показан линией NN. На рис. 198 показаны плоскость Т

220

(плоскость чертежа), плоскость N, в которой лежит сила Р„ и осе­ вая плоскость Q.

На виток червяка действует также сила трения, возникающая из-за относительного скольжения витка винта по отношению к зубу колеса. Эта сила трения, направленная в сторону, противополож­ ную вращению винта, перпендикулярна силе Р„. Без заметной погрешности силы трения можно направить так, как показано на рис. 198.

Величина этой силы равна Р„р, где р — коэффициент трения.

221

Направление сил, действующих на червяк, видно из рис. 197:

1) окружное усилие Яв направлено в сторону, обратную вра­ щению винта;

2) осевое усилие QB направлено в сторону, обратную враще­ нию колеса;

3) радиальное усилие 3’ направлено по радиусу.

Силы, действующие на червячное колесо, имеют направление,

где f \ и QK— окружная и осевая силы, действующие на червячное колесо (см. рис. 197), аЛ— угол зацепления условного косозубого

Коэффициент полезного действия червячной передачи опре­ делится как произведение нескольких коэффициентов, т. е.

где т|, — коэффициент полезного действия подшипников червяка; ■»)„-—к.п.д. червяка, учитывающий потери в винтовой паре;

— к. в. д. подшипников червячного колеса.

222

Наибольшее влияние на общий к. гі. д. имеет г;в, величина кото­ рого найдется из отношения работ

РкѴк

Чв РѵѴв ’

где ѵк и ѵа —окружные скорости колеса и червяка. Следовательно,

от материала червяка и червячного колеса, от тщательности об­ работки, от окружной скорости червяка (скорость скольжения) и др.

Ориентировочные значения приведенного угла трения в зави­

а колесо выполнено из оловянистой бронзы при тщательной обра­ ботке и хорошей смазке.

Значение к. п. д. гц и рг можно принимать в следующих пре­ делах

і]і = 0,96 -ь0,98.

Меньшие значения относятся к передачам, у которых приме­ няются подшипники скольжения, большие значения — для подшип­ ников качения.

Мощность на ведомом валу N2 обычно задается. Тогда потреб­ ная мощность на ведущем валу будет

Вращающий момент, передаваемый колесом, определится

223

Вращающий момент, передаваемый червяком, будет

где —диаметр делительной окружности червяка. Окружное усилие, передаваемое колесом,

Угол к является весьма важным параметром червячной пере­ дачи.

Из формулы (448) следует, что с увеличением угла к к. п. д. винтовой пары ті„ увеличивается. С другой стороны, как следует из формулы (435), при данном передаточном числе и диаметре колеса с увеличением к диаметр червяка уменьшается. Это умень­ шение может оказаться недопустимым с точки зрения прочности червяка.

При проектировании червячной передачи следует стремиться к максимальному увеличению к. п.д., а следовательно, к увели­ чению угла к. При неизменном диаметре колеса dХ1 и передаточ­ ном числе і величина угла к будет зависеть только от диаметра делительной окружности червяка dü], в свою очередь зависящего лишь от условий прочности.

Минимальный диаметр винта определяется зависимостью

^пііп гіді 2,4/7Zs, (455)

где rfffli,, — диаметр вала червяка, рассчитанный на прочность при действии сил Рв, S и QB и крутящего момента Л4В.

При этом максимальное значение угла ). определится по фор­ муле

Из приведенной формулы видно, что при заданном передаточ­ ном числе увеличить Хтах можно лишь, увеличив диаметр коле­ са da2, а следовательно, увеличив габариты передачи. В то же

224