Главная Промышленность Таблица 3.25. Коэффициенты трения / и углы трения ф при работе бронзового колеса в паре со стальным червяком
табличные значения следует увеличивать на 30...50 %. Расчетная скорость скольжения, м/с Для червячных колес из чугуна ф= 3°26... 6°50, причем меньшие значения принимают лишь при значительных скоростях (Оо = 1... 2 м/с). 3.7.8. МАТЕРИАЛЫ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ В связи с высокими скоростями скольжения и неблагоприятными условиями смазки в червячном зацеплении материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, хорошей прирабатываемостью, износостойкостью и повышенной теплопроводностью. Для этого в червячной передаче сочетают разнородные материалы. Червяки изготовляют из углеродистых или легироЁанных сталей марок 40Х. 40ХН, 35ХГСА с объемной или поверхносшой закалкой до твердости HRCa > 45. При этом необходимо шлифование и полирование червяка. Наибольшей нагрузочной способностью обладают червяки из цементуемых сталей (15Х, 20Х, 18ХГТ, 25ХГТ, 12ХНЗА) с твердостью после закалки 56...63 HRCg с шлифованными и полированными поверхностями витков. Стальные улучшенные, нормализованные и чугунные червяки применяют во вспомогательных тихоходных и малонагруженных передачах. Выбор материала венцов червячных колес определяется скоростью скольжения Vc и длительностью работы. Высокими антифрикционными свойствами обладают оловянистые бронзы Бр. ОФ 10-1, Бр. ОФН, используемые при скорости скольжения 5...25 м/с. Однако они дороги и дефицит- ны. При средних скоростях {Vc= 2...8 м/с) применяют алюминиевую бронзу Бр. АЖ9-4. Она обладает высоким сопротивлением выкрашиванию, но ее антифрикционные свойства ниже, поэтому она применяется в паре с закаленными (HRCa > 45) шлифованными и полированными червяками. При малой нагрузке и скорости скольжения (Vc < 1,5 м/с) червячные колеса можно изготовлять из серых чугунов СЧ18, СЧ25. 3.7.9. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ НА выносливость В червячных передачах червяк и колесо изготовляются из разнородных материалов со значительно отличающимися механическими характеристиками. Поэтому расчет ведется по менее прочному элементу - колесу. Кроме выкрашивания рабочих поверхностей зубьев, в червячных передачах имеет место заедание и износ, которые зависят от действующих контактных напряжений. В связи с этим Для закрытых червячных передач основным является расчет на контакт-ную выносливость (выполняемый как проектный или проверочный), а проверочный расчет на выносливость по изгибу зуба - дополнительный. Дополнительные также проверочные расчеты на контактную и изгибную прочность от максимальной нагрузки и расчет на нагрев. Формулы для расчета на выносливость даны в табл. 3.26. Определение величин, необходимых для расчета по формулам из табл. 3.26, приводится ниже. 1. Число зубьев червячного колеса 22= ZiU (3.78) рекомендуется в пределах 28 <:г2-<80. (3.79) Меньшие значения ограничиваются условием подрезания профиля, большие значения - прочностью зубьев на изгиб. Число заходов червяка регламентировано стандартом 2i= 1; 2; 4. (3.80) С увеличением z усложняется технология изготовления, увеличиваются габариты передачи, но повышается КПД, уменьшаются нагрузки на опоры, уменьшается тепловыделение. (Рекомендуемые значения передаточных чисел и в зависимости от числа заходов червяка Zi приведены на с. 15). 2. Крутящий момент на валу червячного колеса Гз -= 9550 • 10« И • мм, (3.81) Таблица 3 26. Формулы для расчета червячных передач на выносливость Проектировочный расчет Проверочный расчет =(f-.)\/ Контактная выносливость (3.75) 170 \2 to;] 1 T2VhV »(3-75) 341 I ГТиьи / = 71/ -йГ~<1я] (3.7fi) <[а„] (3.7С) Выносливость при изгибе 2Т2 cos у °F 1,2 ddiw. FFS,fFv < lF ] (3.77) где Ni - мощность на валу червяка, кВт; и - передаточное число; ц - КПД червячной передачи (см. формулу 3.73 и рекомендации на с. 15); п, - частота вращения червяка, мин~. 3. Коэффициент диаметра червяка q существенно влияет на прочность и жесткость червяка. С увеличением q повышается изгибная жесткость и прочность вала червяка, но уменьшается угол подъема линии витка у и КПД передачи. Большие значения q рекомендуются для насадных червяков или при больших числах зубьев колеса Eg, а также для осуществления самотормозящей передачи. С учетом ориентировочной рекомендации [13] принимают q > 0,2522 (3.82) с последующим округлением по стандарту (см. приложение, табл. 13). 4. Коэффициенты, учитывающие распределение нагрузки по ширине венца, Кир и Kf принимают КщКр=-К. (3.83) Коэффициент /Ср определяют по формуле /Ср= 1+ (-#)(!-ягр). (3.84) Значения коэффициента де формации червяка 0 выбирают в зависимости от q к Zi (табл. 3.27). Коэффициент Шр представляет собой отношение средневзвешенного момента на колесе к максимальному: Таблица С.27. Коэффициент деформации червяка в
где Ns - суммарное число циклов нагружения зубьев колеса; при постоянной нагрузке = Nhe - Nfe = 60 nj; (3.85) T2i, Ni - крутящий момент на колеее и число циклов нагружения зубьев колеса на t-й ступени (см. рис. 3.12). При постоянной или малоизменяющейся нагрузке /Лр« 1; /Ср» « 1. 5. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, которая возникает в зацеплении, Кш= Kfv= Kv Червячные передачи отличаются плавной и спокойной работой. Поэтому для них коэффициент Kv имеет невысокое значение. Ориентировочно /C„ = 0,3-f 0,1п-Ь 0,02uc. (3.86) Здесь п - порядковый номер степени точности передачи; Vc - скорость скольжения, м/с. 6. Yp - коэффициент формы зуба червячного колеса, выбирается по табл. 3.28, в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса 2э = cos V (3.87) 7. Допускаемые напряжения. Дэпускаемые контактные напряжения для передач с коле- Таблица 3.28. Коэффициент формы зуба червячного колеса Vp
сами из бронз средней твердости (БрОФ 10-I, БрОНФ 10-1-1 и др.) определяют по сопротивлению материала выкрашиванию: (3.88) где [онТ- допускаемое напряжение при числе циклов нагружения Nho = Ю (определяется по табл. 3.29); Khl - коэффициент долговечности, Г"ы- KHL-y (3.89) Обычно принимают тн= 8. Расчетное число циклов нагружения колеса ЫнЕ определяют по зависимости, сходной с применяемой для зубчатых передач: ЛЯ£ = 5]()\ь (3.90) Таблица 3.29. Допускаемые контактные напряження \<3н при но ~ " Д"" оловянистых бронз
где - максимальный расчетный момент на колее ; Tzi, Ni - крутящий момент на колесе и число нагружения колеса на i-й ступени нагрузки (рис. 3.12). В случае расчетного Nhe > 25 • 10 считают, что Nhe= 25 • 10, Khl = 0,67, если Ля£<!10, то принимают Nhe= 10 и соответственно Khl= 1- Для твердой безоловянистой бронзы и чугуна допускаемые контактные напряжения [ан] выбирают из условия отсутствия заедания в зависимости от скорости скольжения (табл. 3.30). При проектном расчете передачи ориентировочная скорость скольжения, (м/с) Wc = 0,0004 пу, (3.91) Таблица 3.30. Допускаемые контактные напряження [Ofj] для колес нз безоловянистой бронзы и чугуна
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 |