Механические характеристики сталей

Для изготовления червяков

Марка стали	Размеры, мм	НВ сердцевина	HRC поверхность	sB, МПа	sT, МПа	Термообработка
D	S
	любой	любой	163...192	—			Нормализация
	любой 125	любой 80	179...207 235...262 269...302	— — —	600 780 890	320 540 650	То же Улучшение То же
40Х 40Х 40Х	200 125 125		235...262 269...302 269...302	— — 45...50	790 900 900	640 750 750	То же То же Улучшение+закалка ТВЧ
35ХМ 35ХМ 35ХМ	315 200 200	200 125 125	235...262 269...302 269...302	— — 48...53	800 920 920	670 790 790	Улучшение То же Улучшение+закалка ТВЧ
40ХН 40ХН 40ХН	315 200 200	200 125 125	235...262 269...302 269...302	— — 48...53	800 920 920	630 750 750	Улучшение То же Улучшение+закалка ТВЧ
45ХЦ 45ХЦ 45ХЦ	315 200 200	200 125 125	235...262 269...302 269...302	— — 50...56	830 950 950	660 780 780	Улучшение То же Улучшение+закалка ТВЧ
20ХНМ			300...400	56...63			Улучшение+цементация
18ХГТ			300¸400	56...63			То же
12ХН3А			300¸400	56...63			То же
25ХГИМ			300¸400	56...63			Улучшение+цементация +закалка
40ХНМА			269...302	50...56			Улучшение+азотирование
35Л	любой	любой	163...207	—			Нормализация
45Л			207...235	—			Улучшение
50ГЛ			235...262	—			То же

Таблица 1.2

Материалы для червячных колёс

Группа	Наименование материала	№	Способ отливки	Механические свойства, МПа	Рекомендуемый предел скорости скольжения, vск, м/с
sв	sт	sн	E
I	Бр. ОФ10-1		З М			— —	0,75×10^5	£25
Бр. ОНФ10 1-1		Ц			—	1×10^5	£35
Бр. ОЦС6-6-3   Бр. ОЦС5-5-5 Бр. СуН7-2		З М Ц			—	0,75×10^5	£12   £25
II	Бр. АЖ9-4     Бр. АЖН10-4-4   Бр. АжМц10-2-1,5		З М Ц М Ц М			—	1×10^5	£5
ЛАЖМц66-6-3-2		З М Ц			—	1×10^5	£5
ЛМцС58-2-2 ЛмцОС58-2-2		З З			—	1×10^5	£5
III	СЧ12-28 СЧ15-32 СЧ18-36		З	— — —	— — —		1×10^5	£3 £3 £2

З – в землю, М – в металлическую форму, Ц – центробежный способ.

Допускаемые напряжения

В червячной паре менее прочным элементом является червячное колесо, прочность зубьев которого определяет их контактную выносливость и износостойкость. Критерием этой прочности является контактное напряжение. Витки червяка, изготовленного из стали, значительно прочнее бронзовых или чугунных зубьев колеса, поэтому витки червяка на прочность не рассчитывают.

Формулы для расчёта допускаемых контактных напряжений [s]_н и допускаемых напряжений изгиба [s]_F приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Допускаемые напряжения [s]_н и [s]_F

Группа материала	Для расчёта зубьев
На прочность рабочих поверхностей	На изгибную выносливость
I
II
III

Здесь [s]^о_н – исходное допускаемое напряжение для расчёта на прочность рабочих поверхностей зубьев червячного колеса, МПа (табл. 2.2); s^o_F – предел изгибной выносливости материала червячного колеса, МПа (табл. 2.2); [s]_Нmax и [s]_Fmax – предельное допускаемое напряжение для расчёта рабочих поверхностей зубьев и предельное напряжение изгиба для расчёта зубьев червячного колеса на кратковременную пиковую нагрузку, МПа (табл. 2.3); C_v - коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала I-ой группы и зависящий от v _ск следующим образом:

Vск	£1							³8
Сv	1,33	1,21	1,11	1,02	0,95	0,88	0,83	0,8

N_НE и N_FE – эквивалентное число циклов перемены напряжений соответственно при расчёте на контактную прочность и на изгиб, вычисляемое по формулам

N_HE=N_å×K_HE,

N_FE=N_å×K_FE,

где N_S - суммарное число циклов перемены напряжений.

N_å=60×n×t×n_з,

где n – частота вращения, рассматриваемого зубчатого элемента, об/мин; t – суммарное время работы передачи в течение срока службы, ч; n_з - число вхождений в зацепление зубьев рассчитываемого червячного колеса за один его оборот (чаще всего n_з=1).

t=24×K_сут×365×K_год×L,

где К_сут - коэффициент использования передачи в течение суток; К_год - коэффициент использования передачи в течение года; L - срок службы передачи, годы.

К_HE и К_FE- коэффициенты приведения при расчёте на контактную и изгибную выносливость (режим с переменной нагрузкой заменяют постоянным, эквивалентным по усталостному воздействию).

При этом выражения для коэффициентов приведения K_HE и K_FE имеют вид:

где Т_2i, t_i, n_2i – крутящие моменты на валу колеса, соответствующие им времена действия и частоты вращения; Т₂ и n₂ – номинальный момент на валу колеса и частота

его вращения; - при частотах вращения валов, не изменяющихся с изменением нагрузки.

Если N_HE > 25×10⁷, то его принимают равным 25×10⁷. Если N_FE £ 10⁶, то его принимают равным 10⁶, если N_FE > 25×10⁷, то равным 25×10⁷.

Таблица 2.2

Значения [s]^о_н , s^o_F и S_F

Группа материала	Для расчёта зубьев	SF
на прочность рабочих поверхностей	на изгибную выносливость
I			1,75
II
III	МПа	МПа	2,0

Примечания: 1). Большие значения [s]^о_н для червяков с твёрдыми (³HRC 45) шлифованными и полированными витками, меньшие – в остальных случаях.

2). Для передач с расположением червяка вне масляной ванны следует уменьшить [s]^о_н на 15%.

Таблица 2.3

Значения [s]_Нmax и [s]_Fmax

Группа материала	[s]Нmax	[s]Fmax
I	4×sт	0,8×sТ
II	2×sт
III	1,65×sви	0,75×sви

Дата добавления: 2015-07-07