Материалы и виды разрушения червяных колес

Ввиду того, что в червячном зацеплении преобладает трение скольжения, материалы червячной пары должны иметь низкий коэффициент трения, обладать хорошей износостойкостью.

Червяки изготавливают из среднеуглеродистых сталей 40, 45, 50 или легированных сталей 40Х, 40ХН с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45 53 HRC. Рабочие поверхности червяка шлифуются и полируются.

Червячные колеса часто изготавливают составными зубчатые венцы из бронзы БрОФЮ-1, БрОНФЮ-1-1 или БрАЖ9-4, а ступицы из чугуна или стали. При малых скоростях скольжения червячные колеса изготавливают из серых чугунов СЧ10,СЧ15 и др.

В червячной паре менее прочным элементом является колесо. Наиболее опасным видом разрушения является усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев колеса. При работе передачи возможно заедание, которое проявляется в намазывании бронзы на червяк.

Заедание завершается часто задиром, при котором частицы бронзы, приварившиеся к виткам червяков, катастрофически изнашивают зубья колеса.

Изнашивание зубьев колес зависит от степени загрязненности масла, точности монтажа, а также от величины контактных напряжений.

Излом зубьев червячных колес происходит в большинстве случаев после изнашивания.

Расчет червячной передачи

Поскольку в червячной паре менее прочным элементом является колесо, то именно зубья червячною колеса рассчитывают на контактную прочность и на изгиб. Методика и последовательность расчета практически аналогичны расчету косозубых цилиндрических колес.

При работе червячной передачи из-за скольжения выделяется большое количество теплоты. Температура масла в корпусе червячной передачи не должна превышать допускаемой величины. С целью определения температуры масла проводят тепловой расчет, основанный на тепловом балансе: выделяемое количество теплоты q_b приравнивается отводимой в окружающую среду теплоте Q_О:

или ,

где t_В - температура воздуха в помещении;

t_м - температура масла;

- КПД червячной пары;

P₁ - мощность на червяке;

А - площадь поверхности корпуса, омываемая внутри маслом или его брызгами, а снаружи воздухом;

К_Т - коэффициент теплопередачи (число, показывающее, сколько теплоты в секунду передается одним квадратным метром поверхности корпуса при перепаде температур в один градус).

Отсюда находят температуру масла в корпусе червячной передачи. Температура масла не должна превышать допускаемой величины [t_М]. Она зависит от марки масла, обычно принимают [1_М]=80...95°.

Тепловой расчет червячных передач производится как проверочный после определения размеров корпуса при эскизном проектировании.

Ременные передачи Основные сведения

Ременная передача - это передача трением с гибкой связью (см. рис. 20 а). Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.

Рис. 20. Схемы ременных передач

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи бывают плоскоременные (рис. 20 б), клиноременные (рис. 20 в), поликлиноременные (рис.20 г), круглоременные (рис.20 д). Разновидностью ременной передачи является зубчато-ременная (рис. 20 е), передающая нагрузку путем зацепления ремня со шкивом.

Достоинства, простота конструкции и малая стоимость; возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м); плавность и бесшумность работы; смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

Недостатки: большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей; малая долговечность ремня в быстроходных передачах, большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня; непостоянное передаточное число из-за упругого проскальзывания ремня; неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электризации ремня; необходимость применения в ряде случаев натяжного устройства.

Ременные передачи применяют как правило для передачи движения от электродвигателя, когда межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число не строго постоянным (в приводах станков, транспортеров, дорожных и строительных машин, швейных машинах и т.д.)

Различают несколько типов плоских ремней: резинотканевые, кожаные, хлопчатобумажные цельнотканевые . Клиновые ремни бывают кордтканевыми и кордшнуровыми. Корд передает основную часть нагрузки: а резина предохраняет его от повреждений и повышает коэффициент трения.

Шкивы ременных передач изготавливают чаще всего из серого чугуна. В настоящее время применяют шкивы из пластмасс. Шкивы быстроходных передач подвергают балансировке.

Шкивы плоскоременных передач имеют гладкую или выпуклую (для центрирования ремня) поверхность, шкивы клиноременных передач имеют одну или несколько канавок (ручьев) клиновидной формы. Шкивы зубчато-ременных передач - это зубчатые колеса со срезанными зубьями.