Детали машин

Материалы и допускаемые напряжения

В связи с высокими скоростями скольжения и неблагоприят­ными условиями смазки материалы червячной пары должны об­ладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пони­женной склонностью к заеданию.

Червяки современных передач изготовляют из углеродистых или легированных сталей (см. табл. 8.8). Наибольшей нагрузочной спо­собностью обладают пары, у которых витки червяка подвергают термообработке до высокой твердости (закалка, цементация и пр.) с последующим шлифованием.

Материалы, применяемые для изготовления зубчатых венцов червячных колес, в зависимости от их антифрикционных свойств в паре со стальным червяком условно можно разделить на три группы. I группа — оловянные бронзы типа БрОЮФ1, БрОЮН1Ф1 И другие считаются лучшим материалом, однако они сравнительно дороги и дефицитны. Их применение ограничивают передачами, работающими при больших скоростях скольжения («,= 5...25 м/с). II группа — безоловянные бронзы, например, алюминиево-желе - зистые типа БрА9Ж4, БрА9ЖЗЛ, а также латуни, например, ЛЦ23А6ЖЗМц2 и другие обладают повышенными механическими характеристиками (Н, <7В), но имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют в паре с твердыми (Н> 45 HRC) шлифо­ванными и полированными червяками для передач, у которых <5 м/с. Ш группа — чугун серый (СЧ15, СЧ20) применяют при vs^2 м/с, а также в передачах с ручным приводом. Таким образом, при проектном расчете передачи выбору материала червячного колеса обычно предшествует оценка величины скорости (м/с) сколь­жения по приближенной зависимости

»s«4,5-1 0~%/ть где размерность щ — мин"1, а Т2 —Н * м.

Допускаемые контактные напряжения. Для материалов I группы:

[ан] = Cv [aH]QKHL ^ [(7я]тах?

Где С„ — коэффициент, учитывающий скорость скольжения:

[<Тн]О— допускаемое напряжение при Л^=Ю7. [<7яЬ==(0,85...0,9)<7в для шлифованных и полированных червяков с твердостью витков ^45 HRC. [<7jo=0,75 <тв при несоблюдении указанных условий для червяка.

Коэффициент долговечности

Где T2H N2I, Tf — момент, частота вращения колеса и время работы передачи, соответствующие I-му режиму нагрузки; Тъ п2 — мак­симальный из длительно действующих моментов и соответству­ющая ему частота вращения; ^ — ресурс передачи — см. формулу

(8.66).

Для типовых режимов нагрузки (рис. 8.42) рн приведены в табл. 9.7. При Nhe> 25-107 полагают NHE=25 * 107.

Предельные допускаемые контактные напряжения для проверки червячных передач на прочность при действии кратковременных перегрузок, не учитываемых в основном расчете: [о"я1тах=4о-т.

Для материалов II группы: [<тя] = [ая]о—[ая]тах, где [<тЯ]о = 300 МПа при #!>45 HRC и [<хЯ]о=250 МПа при ^<45 HRC,

[0"я]тах = 2<Хт.

Для материалов III группы: [<тя] = 175 - [ая]тах> [<хя]тах= = 1,65сгю, где сш — предел прочности чугуна при изгибе.

Следует отметить, что выбор [<тя] для I группы материалов производится по условию сопротивления контактной усталости зу­бьев червячного класса с учетом износа и ресурса передачи. Выбор [сн] для материалов П и П1 групп должен обеспечивать отсутствие в червячной паре заедания в зависимости только от скорости сколь­жения. Ресурс передачи при этом значения не имеет.

Допускаемые напряжения изгиба: [о>] = [°>]о' Kfl ^ [о>]тах - Здесь ко­эффициент долговечности KFL=%Jl06/NFE, где NFE=PF'NK [см. (8.71)]. Величину NFE ограничивают (105<iVFi?^25 ■ 107).

Для типовых режимов нагружения pF — см. табл. 9.7. Для материалов I и II групп:

[cxjJ0 = 0,25cxT+0,08<тв; [Ы„а*=0,8<7т. Для материалов III группы:

Mo=0,225аш; [о>]ш„ = 0,7 5аш.