4.3 Расчёт червячной передачи
При проектировании червячной передачи следует стремиться обеспечить максимальное значение коэффициента полезного действия, то есть снизить потери на трение между червяком и червячным колесом. Правильный выбор материалов не только уменьшает потери мощности, но и обеспечивает наилучшие условия приработки. Ниже рассмотрена методика расчета червячной передачи с Архимедовым червяком (в осевом сечении червяк представляет собой трапецию, а в торцевом – Архимедову спираль).
4.3.1. Выбор материала червяка и червячного колеса
Для червяков применяют те же марки стали, что и для зубчатых колес (см. табл.8). Для передач, работающих с большими перерывами и редко испытывающих максимальные нагрузки, червяки изготавливают из среднеуглеродистых конструкционных сталей марок 45, 50 (или легированных сталей марок 40Х, 40ХН). Наиболее распространенный материал червяка – сталь 18ХГТ. Могут быть использованы для изготовления червяков стали 40Х, 35ХМ, 40ХН [2, с.107-108].
Требования к червячным парам осуществляют подбором материала червячного колеса или только его венца (в целях экономии цветного металла).
Материалы для зубчатых венцов червячных колёс условно можно свести в следующие три группы:
Группа I. Оловянистые бронзы, применяемые при скорости скольжения в зацеплении VS ≥ 5 м/с.
Группа II. Безоловянистые бронзы и латуни, применяемые при скорости скольжения в зацеплении VS = 2…5 м/с.
Группа III. Мягкие серые чугуны, применяемые при скорости скольжения в зацеплении VS < 2 м/с.
Предварительно скорость скольжения может быть определена [1, с. 34 ].
,
(4.42)
где n2 - частота вращения вала колеса, об/мин; Т2 - крутящий момент на валу червячного колеса, Н ∙м.
Таблица 17.
Механические характеристики материалов зубчатых венцов червячных колёс
-
Группа материала
Марка бронзы, чугуна
Способ отливки
σВ,
Н/мм2
σТ,
Н/мм2
VS , м/с
I
БрО10Н1Ф1
Ц
285
165
> 5
БрО10Ф
К
245
195
З
215
135
БрО5Ц5С5
К
200
90
З
145
80
II
БрA10Ж4Н4
Ц
700
460
2…5
К
650
430
БрA10Ж3МЦ1,5
К
550
360
З
450
300
БрA9Ж3Л
Ц
500
200
К
490
195
З
390
195
III
СЧ15
З
=
320МПа
=
360МПа< 2
СЧ20
З
Примечание. Способы отливки: Ц - центробежный, К - в кокиль, 3 - в землю.