6.5. Определение сил, действующих в конической передаче

6.5.1. Силы в зацеплении прямозубой конической передачи, Н:

окружная сила: , (54)

радиальная сила на шестерне (осевая на колесе):

, (55)

осевая сила на шестерне (радиальная на колесе):

(56)

6.5.2. Силы в зацеплении конической передачи с круговыми зубьями, Н:

окружная сила: ,

радиальная сила на шестерне (осевая на колесе):

(57)

осевая сила на шестерне (радиальная на колесе):

(58)

Знак "+" или "-" в формулах (57) и (58) определяются по табл. 24 в зависимости от направления вращения шестерни (при наблюдении со стороны ее большего торца) и направления линии зуба, как винтовой линии.

Если результат расчета отрицательный, то направление силы противоположно указанному на рис. 8.

Таблица 24

Определение знака в конической передаче с непрямыми зубьями

Направление вращения шестерни	Направление линии зубьев	Знак в формулах (57) и (58)
По часовой стрелке	Правое	Верхний
	Левое	Нижний
Против часовой стрелки	Правое	Нижний
	Левое	Верхний

Рис. 8 Силы в конической прямозубой передаче

7. Расчет червячных передач

7.1 Выбор материала для изготовления червяка и червячного колеса, определение величины допускаемых напряжений

В процессе проектирования материал для изготовления червяка и червячного колеса выбирается, исходя из условий и режима работы червячных передач, производственных возможностей изготовителей и других важных условий.

Червяки изготовляют из качественных углеродистых (по ГОСТ 1050-88) и легированных (по ГОСТ 4543-77) сталей. Предпочтение следует отдавать легированным сталям, которые лучше прирабатываются и более износостойки. Активные (рабочие) поверхности червяка должны иметь высокую твердость и незначительную шероховатость, что снижает склонность передачи к «заеданию» зубьев и уменьшает потери на трение в е

Наиболее применяемый материал – сталь 18ХГТ, твердость поверхности после цементации и закалки 56…63 HRC_э. Используются также стали 40Х, 40ХН, 35ХГСА с поверхностной закалкой до твердости 45…55 HRC_э. Во всех этих случаях необходимо шлифование и полирование червяка.

В процессе выбора материала для изготовления червячного колеса необходимо стремиться к снижению потерь на трение в зацеплении и предотвращению возможного «заедания» (термического сваривания) зубьев при работе передачи. Таким условиям отвечают антифрикционные сплавы, а наилучшим образом - бронза.

Червячное колесо обычно выполняют составным: венец – из антифрикционных материалов; центр – из стали; при небольших нагрузках – из чугуна.

Оловянные бронзы, как наиболее дорогие, следует применять при проектировании наиболее ответственных передач и передач с тяжелым или постоянным режимами нагружения.

Для наиболее дешевых материалов, какими являются чугуны и безоловянные бронзы, назначение величины допускаемых напряжений определяется скоростью скольжения в зацеплении, которая в первом приближении может быть определена с использованием зависимости:

(59)

где n₁ – частота вращения вала червяка, мин^-1 (табл.6); Т₂ – вращающий момент на валу червячного колеса, Нм (табл.6).

При V_s > 5 м/с венцы червячных колес изготовляют из оловянных литейных бронз по ГОСТ 613-79 (Бр 010Ф1, Бр010Н1Ф1 и др.).

При V_s  5 м/с зубчатые венцы выполняют из безоловянных бронз (БрА9ЖЗЛ, БрА10Ж4Н4Л и др.).

При V_s  2 м/с червячные колеса целиком изготовляют из серого чугуна по ГОСТ 1412-85 (С415, С420).

Материалы, механические характеристики червячного колеса приведены в табл. 25.

Таблица 25

Материалы для червячных колес

Примечание. Способы отливки: ц – центробежный, к – в кокиль, п – в песок (при единичном производстве).