42. Расчет червячных передач на прочность по контактным напряжениям.

Основное урав­нение

применяют и для червячного зацепления. Для архимедовых чер­вяков радиус кривизны витков червяка в осевом сечении . При этом находим

.

По аналогии с косозубой передачей, удельная нагрузка для червячных передач

,

где - суммарная длина контактной линии; =1,8...2,2 - торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса; =0,75 - коэффициент, учитыва­ющий уменьшение длины контактной линии в связи с тем, что соприкосновение осуществляется не по полной дуге обхвата а так, как показано на рис. После подстановки найдем

.

Для проектного расчета формулу решают относительно заменяя и принимая = 20⁰; 1,1, 10⁰, 100⁰ 1,75 рад, = 1,8, 0,75. При этом

.

Учитывая

решаем формулу относительно межосевого расстояния:

.

При проектном расчете отношением задаются. При этом учитывают следующее. Неравномерность распределения нагруз­ки в зацеплении существенно зависит от прогиба червяка. В свою очередь, этот прогиб зависит от диаметра червяка и расстоя­ния между опорами. Диаметр червяка пропорционален , а рас­стояние между опорами пропорционально диаметру колеса или . Поэтому при больших следует принимать боль­шие .

Однако при увеличении уменьшаются и КПД , а также увеличиваются габариты передачи. Для сило­вых передач принимают = 0,22...0,4.

43.Расчет червячных передач на прочность по напряжениям изгиба.

По напряжениям изгиба рассчитывают только зубья колеса, так как витки червяка по форме и материалу значительно прочнее зубьев колеса. Точный расчет напряжений изгиба усложняется переменной формой сече­ния зуба по ширине колеса и тем, что основание зуба расположено не по прямой линии, а по дуге окружности. В прибли­женных расчетах червячное колесо рассматривают как косозубое.

При этом в формулу вводят следующие поправки и упроще­ния.

1. По своей форме зуб червячного колеса прочнее зуба косозубого колеса (примерно на 40%). Это связано с дуговой формой зуба и с тем, что во всех сечениях, кроме среднего, зуб червячного колеса нарезается как бы с положительным смещением. Особенности формы зуба червячных колес учитывает коэффициент формы зуба .

2. Червячная пара сравнительно хорошо прирабатывается. По­этому принимают = 1 и =1 и, далее,

= 1/(1,8 ∙ 0,75) = 0,74.

При этом формулу можно записать в виде

,

где - коэффициент расчетной нагрузки; ; значения приведены выше с учетом эквивалентного числа зубьев колеса

.

44. Материалы червячной пары. В связи 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, ЛЦ23А6Ж3Мц2 и другие обладают повышенными механическими характеристиками, но имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют в паре с твердыми ( >45 НRС) 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 ручных приводах. Таким образом, при проект­ном расчете передачи выбору материала червячного колеса обычно предшествует оценка величины скорости (м/с) скольжения по при­ближенной зависимости

,