5 Расчет закрытых червячных передач

5.1 Выбор материала червяка и червячного колеса

Червяки изготавливают из тех же марок сталей, что и шестерни зубчатых передач (сталь 40, 45, 40Х, 40ХН). Выбор марки стали червяка и определение ее

механических характеристик (σ_В, σ_Т, σ_-1) производят по таблицам 6 и 7. При этом для передач малой мощности (Р 1 кВт) применяют термообработку — улучшение с твердостью Н 350 НВ, а для передач большей мощности с целью повышения КПД — закалку ТВЧ до твердости Н 45 HRC, шлифование и полирование витков червяка.

Материалы для изготовления зубчатых венцов червячных колес условно делят на три группы: группа I — оловянные бронзы; группа II — безоловянистые бронзы и латуни; группа III — серые чугуны.

Выбор марки материала червячного колеса зависит от скорости скольжения и производится по таблице 16. Скорость скольжения v_S, м/с, определяется по эмпирической формуле:

,

где Т₂ – вращающий момент на валу червячного колеса, Н˖м;

ω₂ – угловая скорость вала, на котором установлено червячное колесо, с^-1;

u – передаточное число червячной ступени редуктора.

Червяк и колесо должны образовывать антифрикционную пару, обладать высокой прочностью, износостойкостью и сопротивляемостью заеданию ввиду значительных скоростей скольжения v_S в зацеплении.

5.2 Определение допускаемых контактных [σ]н и изгибных [σ]f напряжений, н/мм2

Допускаемые напряжения определяют для зубчатого венца червячного колеса в зависимости от материала зубьев, твердости витков червяка HRC, (HB), скорости скольжения v_S, ресурса L_h и вычисляют по эмпирическим формулам, приведенным в таблице 17.

Таблица 16 – Материалы для червячных колес

Группа		Способ отливки	σВ	σТ		Скорость скольжения vS, м/с
			Н/мм2
I	БрО10Н1Ф1	Ц	285	165		< 5
	БрО10Ф1	К	275	200
		З	230	140
	Бр05Ц5С5	К	200	90
		З	145	80
II	БрА10Ж4Н4	Ц	700	460		2…5
		К	650	430
	БрА10ЖЗМц1,5	К	550	360
		З	450	300
	БрА9ЖЗЛ	Ц	530	245
		К	500	230
		З	425	195
	ЛЦ23А6ЖЗМц2	Ц	500	330
		К	450	295
		З	400	260
III	СЧ-18	З	355	-		< 2
	СЧ-15	З	315	-
Примечания: 1 Для чугунов в графе σВ приведены значения σВИ. 2 Принятые обозначения: Ц – центробежное литье; К – литье в кокиль; З – литье в землю.

Таблица 17 – Допускаемые напряжения для червячного колеса

Группа матери-алов	Червяк улуч- шенный, Н 350 НВ		Червяк закален ТВЧ, Н 45 НRC			Нереверсивная передача			Реверсивная передача
	[σ]Н, Н/мм2					[σ]F, Н/мм2
I
II
III
Примечание: СV – коэффициент, учитывающий износ материала
VS	1	2		3	4	5	6	7	8	9
CV	1.33	1.21		1.11	1.02	0.95	0.88	0.83	0.80	0.78
- KHL – коэффициент долговечности при расчете на контактную прочность: , где N = 573ω2Lh – число циклов нагружения червячного колеса за весь срок службы. Если N > 25˖107, то принять его равным 25˖107; - КFL – коэффициент долговечности при расчете на изгиб: . Если N > 25˖107, то принять его равным 25˖107; - Если передача работает в реверсивном режиме, то полученное значение [σ]F .