Главная  Промышленность 

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

Таблица 3.25. Коэффициенты трения / и углы трения ф при работе бронзового колеса в паре со стальным червяком

Скорость

скольжения

ч>

VC, м/с

0,25

0,065 .

.. 0.075

3°43

... 4°17

0.055 .

.. 0.065

3°09

. .. 3°43

0,045 .

.. 0.055

2°35

... 3°09

0,040 .

.. 0.050

2°17

... 2°52

0,035. 0,030*.

.. 0,045

2°00

... 2°35

.. 0,040

1°43

. .. 2°17

0,028 .

.. 0,035

1°36

. .. 2°00

0,023 .

.. 0,030

1°19

... 1°43

0,018 .

.. 0,026

1°02

... 1°29

0,016 .

.. 0,024

0°55

... 1°22

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

е при в

7.1 1 8

11,2

.2,5

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

cos3 у

1,76

1,71

1,64

1,61

1,55

1,48

1,45

1,40

1,34

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

Марка бронзы

Способ отливки

Механические свойства, МПа

Допускаемые напряжения [o]", МПа при твердости червяка

«Тв

<45 НКСэ\>45 HRC

БрОФ 10-1 БрОФ 10-1 БрОНФ 10-1-1

В песок В кокиль Центробежный

260 290

100 150 170

130 190 210

160 225 250

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

Комбинация материалов

Способ отлив кн

Механические свойства

Оя, МПа при скорости скольжения с, м/с

"ви

0,25

Колесо из Бр.АЖ 9-4.

Червяк стальной с твердостью витков >45 HRC

в песок В кокиль Центробежный

400 500 500

200 200 200

Колесо из

СЧ15,

Червяк из стали 20 цементованный

280 320

Колесо из

СЧ15,

Червяк из стали 45 или стали 6

280 320

Примечание. Для червячного колеса из бронзы БрАЖ9-4 и червяка из стали с твердостью витков >.45ЯКСд допускаемые контактные напряжения определяются по зависимости [0] = 300 - 25 ti МПА, где Oj. - скорость скольжения, м/с.



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