5.4.2 Расчет червячной передачи

В отличие от зубчатых в червячных передачах чаще наблюдается износ и заедание, а не выкрашивание поверхности зубьев.

Для предупреждения заедания ограничивают контактные напряжения и применяют специальные пары материалов. Червяк рекомендуется изготавливать из стали, венцы червячных колес из материалов, обладающих хорошими антифрикционными свойствами, износостойкостью, пониженной склонностью к заеданию: из бронзы, латуни, чугуна, композиционных металлокерамических материалов, пластмасс.

Интенсивность износа зависит также от величины контактных напряжений. Поэтому расчет по контактным напряжениям для червячных передач является основным, а расчет по напряжениям изгиба производится при этом как проверочный

Задача расчета заключается в определении размеров червячной пары. Расчет выполняют для зубьев колеса, имеющих меньшую поверхностную и общую прочность, чем витки червяка.

Расчет необходимо проводить в следующей последовательности:

• выбрать материалы червячного колеса и червяка [1, с. 239-241];

• определить допускаемые напряжения для материала колеса: 1) контактные в зависимости от ожидаемой скорости скольжения и 2) изгиба [1, с. 240-242];

• определить размеры передачи и произвести проверочные расчеты: 1) по контактным напряжениям с последующим уточнением скорости скольжения и соответствующей корректировкой допускаемого контактного напряжения и 2) по напряжениям изгиба в корне зуба червячного колеса – с целью проверки модуля, установленного геометрическим расчетом [1, с. 241-253].

5.5 Проектный (ориентировочный) расчет валов

Задача расчета заключается в определении диаметров следующих функциональных участков вала:

• выходных (концевых) для размещения полумуфт, шкивов, звездочек, зубчатых колес;

• под подшипники;

• под зубчатые и червячные колеса.

Расчет начинают с определения диаметра выходного конца вала.

Так как при проектном расчете известен только вращающий момент, а изгибающие моменты оказывается возможным определить лишь после разработки конструкции вала, то расчет ведут на чистое кручение, а влияние изгиба, а также концентрации напряжений и характера нагрузки на прочность вала компенсируют понижением допускаемых напряжений кручения.

Если ведущий вал соединяется с валом электродвигателя посредством муфты, то диаметр выходного участка не должен сильно отличаться от диаметра вала электродвигателя, так как при большой разности их размеров трудно, а иногда и невозможно подобрать соединительную муфту.

Окончательно принятое значение диаметра согласовать со стандартом – ГОСТ 12081-72 (конические концы валов), ГОСТ 12080-66 (цилиндрические концы валов) [2, с. 250].

Остальные диаметры – под подшипники и зубчатые (червячные) колеса назначают конструктивно с учетом технологии изготовления и сборки. При этом диаметры посадочных мест под подшипники следует принимать из стандартного ряда внутренних диаметров подшипников качения (число, кратное 5); посадочные диаметры под зубчатые и червячные колеса – по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры» [3, с. 161-162].