КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Расчет червячной передачи проводят только для зубьев червячного колеса, так как витки червяка по форме и материалу значительно прочнее зубьев колеса (при этом индекс «2», который относится к колесу, в обозначениях напряжений обычно не указывают).

Заедание, интенсивность износа и усталостное выкрашивание зависят от контактных напряжений . Поэтому расчет по контактным напряжениям по условию

                                                                                                                            (3.1)

для червячных передач является основным. Он проводится для длительной работы передачи с номинальной нагрузкой и обеспечивает выполнение определяющих условий: а) для оловянных бронз – сопротивление контактной усталости; б) для безоловянных бронз, латуни и чугунов – сопротивление заеданию и усиленному износу. Причину выхода передачи из строя при основном расчете по контактным напряжениям учитывают при выборе допускаемых напряжений .

Расчет по напряжениям изгиба  с целью исключения усталостной поломки зубьев колеса при их изгибе по условию

                                                                                                                         (3.2)

проводится при этом как проверочный. Как и основной расчет, он выполняется для длительной работы передачи с номинальной нагрузкой. В большинстве случаев напряжения изгиба  не определяют размеры передачи и являются значимыми только при больших числах зубьев колес ( ).

Дополнительно проводится расчет на статическую прочность зубьев колеса при действии пиковой нагрузки (при кратковременной перегрузке передачи), не учитываемой в основном расчете:

1) на контактную прочность активных поверхностей зубьев по условию

                                                            (3.3)

с целью предотвращения пластических деформаций;

2) на изгибную прочность зубьев колеса по условию

                                                                  (3.4)                                                                                        

с целью исключения их статической поломки.

Тепловой расчет червячной передачи по условию

                                                                                                                         (3.5)

исключает нагрев масла в корпусе до температуры , превышающей допустимую .

 

ВЫБОР ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

При проектировании закрытых червячных передач допускаемые напряжения вычисляют по эмпирическим формулам только для зубьев червячного колеса в зависимости от материала, принятого для их изготовления (оловянная или безоловянная бронза, латунь) с учетом твердости поверхности витков червяка и их финишной обработки (шлифованные или нешлифованные), принимая во внимание основную причину выхода из строя.

Червяки изготавливают в основном из легированных сталей марок 40Х, 40ХН, 35ХГСА с поверхностной закалкой до твердости Н₁ = 45…55 HRCэ и последующим шлифованием и полированием витков. Высокие качественные показатели передачи получают при использовании сталей марок 18ХГТ и 20Х, подвергнутых цементации с последующей закалкой до твердости поверхности Н₁ = 56…63 HRCэ (витки шлифованные и полированные). Применение азотируемых сталей 38Х2МЮА, 38Х2Ю позволяют исключить шлифование червяка и проводить только полирование витков.

Наиболее технологичными являются эвольвентные червяки ZJ и образованные конусом ZK 1 и ZK 2.

В качестве материалов венцов червячных колёс применяют оловянные или безоловянные бронзы, реже – латуни (табл. 3.1). Но так как выбор материала венца червячного колеса связан со скоростью скольжения в зацеплении, то предварительно ожидаемое её значение (м/с) определяют по формуле:

 

,                                                         (3.6)

где  - частота вращения червяка, ;  - вращающий момент на червячном колесе, .

 

Таблица 3.1 – Материалы венцов червячных колёс

Материал венца червячного колеса	Марка бронзы	Способ отливки			Скорость скольжения в зацеплении , м/с
Бронза оловянная	БрО10Н1Ф1	Ц	285	165	≤ 25
	БрО10Ф1	К	250	200	≤ 12
		П	215	135
	БрО5Ц5С5	К	200	90	≤ 8
		П	145	80
Бронза безоловянная	БрА10Ж4Н4	Ц	700	460	≤ 4…5
		К	650	430
	БрА10ЖЗМц1, 5	К	550	360
		П	450	300
	БрА9ЖЗЛ	Ц	500	200
		К	490	195
		П	390	195
Примечания: 1. Способы отливки: Ц – центробежный; К – в кокиль; П – в песок (при единичном типе производства). 2. Химический состав материалов: О – олово; Н – никель; Ф – фосфор; Ц – цинк; А – алюминий: Ж – железо; Мц – марганец; Л – литейная. Цифры указывают среднее содержание составных элементов в %, остальное – медь. 3. Кроме бронзы, для венцов червячных колес при ≤ 4 м/с используют латунь ЛАЖМц 66-6-3-2 с механическими характеристиками: ;  - при способе отливки Ц; ;  - при способе отливки К; ;  - при способе отливки П.

 

 

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: