Материалы и допускаемые напряжения червячных передач

Всвязи 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. 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 БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1 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-железистые типа БрА9Ж4, БрА9ЖЗЛ, а также латуни, например, ЛЦ23А6ЖЗМц2 и другие обладают повышенными механическими характеристиками,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.

III группа ‑ чугун серый (СЧ15, СЧ20) применяют при 2 м/с, а также в передачах с ручным приводом.

При проектном расчете передачи выбору материала червячного колеса обычно предшествует оценка величины скорости скольжения по приближенной зависимости:

где размерность (мин^-1), (Н∙м).

Допускаемые контактные напряжения

Для материалов I группы:

где ‑ коэффициент, учитывающий скорость скольжения:

‑ допускаемое напряжение при = 10⁷. ( = (0,85...0,9)· для шлифованных и полированных червяков с твердостью витков H₁ > 45 HRC; =0,75· при несоблюдении указанных условий для червяка.

Коэффициент долговечности

где =

Для материалов II группы:

= 300 МПа при H₁ 45 HRC; = 250 МПа при H₁ < 45 HRC

Для материалов III группы:

где ‑ предел прочности чугуна при изгибе.

Допускаемые напряжения изгиба

Здесь коэффициент долговечности

где = . Величину N_FE ограничивают (10⁵ = N_FE = 25∙10⁷).

Для материалов I и II групп:

;

Для материалов III группы:

;

Проектирование планетарные передачи

Дата добавления: 2015-07-15