Тепловой расчет червячной передачи

Поскольку в червячных передачах движение и нагрузки передаются за счет трения скольжения, то имеют место значительные поте­ри передаваемой мощности на трение, что сопровождается выделением значительного количества теплоты.

Нагрев смазочного масла приводит к сниже­нию его вязкости, выдавливанию его из зоны контакта червяка и ко­леса, ухудшению смазывания зацепления (появляется возможность заеда­ния на контактных поверхностях), увеличению износа.

При установившемся режиме работы редуктора количество тепло­ты, выделяемой в нем, равно количеству теплоты, отводимой от редуктора. Этот тепловой баланс устанавливается при некоторой определенной разности температур между маслом в редукторе и воздухом, окру­жающим корпус редуктора.

Количество теплоты, выделяемой работающим червячным редукто­ром за 1 секунду, определяют по зависимости:

(8.33)

где η – КПД редуктора;

Р₁ – передаваемая червяком мощность, Вт.

Количество теплоты, отводимой от поверхности корпуса редуктора, вычисляют по формуле:

(8.34)

где k_t – коэффициент теплопередачи; k_t = 8,0…17,5 Вт/(м²∙°С [2, с. 217];

t⁰_M; t⁰_B – соответственно: температура масла и окружающего редуктор воздуха (t⁰_B = 20⁰);

А – площадь свободной поверхности охлаждения корпуса редуктора, включая 70% площади поверхности ребер и бобышек, м²;

(при a_w – в мм) [2, с. 217].

Теплота, выделяемая в зацеплении, должна отводиться в окружающий воздух через стенки корпуса редуктора. Приравнивая Q₁ и Q₂ , из формул (8.33) и (8.34) получим зависимость теплового расчета передачи:

(8.35)

где [t⁰_B ] = 75⁰…95⁰C [2, с. 217].

При конструировании редуктора из ф. (8.35) определяют площадь поверхности его корпуса. Если тепловой расчет редуктора покажет невыполнение условия (8.35), т.е. редуктор перегревается, то следует предпринять меры:

Ø увеличить площадь теплоотдающей поверхности корпуса редуктора, т.е. выполнить корпус редуктора ребристым;

Ø при недостаточности этих мер, предусматривают воздушное принудительное охлаждение корпуса редуктора, например: вентилятором, устанавливаемым на хвостовик червяка [3, с.231]. В этом случае коэффициент теплопередачи в расчетах увеличивают до 40;

Ø в случае недостаточности этих мер, применяют водяное охлаж­дение масла в редукторе (укладывают на дно корпуса медный змеевик, через который пропускают водопроводную воду) или увеличивают размеры редуктора в целом.