Расчет червячных передач на изгибную выносливость

Расчет зубьев червячного колеса на изгиб проводим аналогично расчету косозубого зацепления. Только зубья червячного колеса из-за дугообразной (серповидной) формы примерно на 40 % прочнее цилиндрического косозубого колеса, что учитывается уменьшением коэффициента формы зуба Y_F, определяемого по эквивалентному числу зубьев z_v2 = z₂ / cos³ γ. С учетом этих поправок получим формулу проверочного расчета

,

(4.97)

где F_t2 – окружное усилие на колесе; m_n = m cosγ – нормальный модуль; b₂ - ширина колеса; К_F – коэффициент нагрузки; Y_ε ≈ 0,7 – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев.

Тепловой расчет

Червячная передача работает с большим тепловыделением, что приводит к нагреву смазочного материала. Повышение температуры свыше 110 ˚С приводит к потере защитных свойств масляной плёнки и увеличивает опасность заедания.

Тепловой расчет сводится к решению задачи теплового баланса:

,

(4.98)

где Q_выд – количество теплоты, выделяемой передачей в секунду или тепловая мощность

Q_отв – количество отводимого тепла или мощность теплоотдачи.

Эти параметры находим по формулам:

,

(4.99)

где Р₁ – мощность на червяке; η – к.п.д. передачи;

,

(4.100)

где A – площадь поверхности охлаждения, м²; t_м – температура масла в процессе работы передачи; t_в – температура окружающей среды, ⁰С; К – коэффициент теплоотдачи, Вт / м² ˚С.

Если Q_выд ≤ Q_отв, то это означает, что естественного охлаждения достаточно. Если Q_выд > Q_отв, то требуется искусственное охлаждение путем увеличение площади А или коэффициента К. Это достигается путем увеличения площади корпуса редуктора или использованием вентиляторов, водяного охлаждения и т. п.