5.2. Матеріали для виготовлення черв'ячних передач

При виборі матеріалів, що використовуються для виготовлення черв’ячних передач, враховують такі вимоги: антифрикційні властивості, підвище­на тепловіддача тощо.

Для виготовлення черв'яка використовують сталі як вуглецеві (сталь Ст.6; сталь 40; сталь 45 та інші) , так і леговані (сталі марок 15Х, 20Х, 12ХН2, 40Х, 40ХН та інші).

Для виготовлення черв’ячного колеса використовуються бронзи марок Бр 010Н1Ф1, Бр 010Ф1, Бр 05Ц5С5, Бр А10Ж4Н4, Бр А9ЖЗД, латунь ЛЦ23А6ЖЗМц2, сірі чавуни (при швидкості ковзання робочих поверхонь черв'ячної передачі, що не перевищує 2 м/с ) марок СЧ15, СЧ18. У деяких випадках для виготовлення черв'ячних коліс використовується пластмаса, текстоліт тощо.

З метою економії дороговартісних матеріалів, черв'ячні колеса виго­товляють з двох частин (ступиця виготовляється зі сталі або чавуну, а вінець - з бронзи) (рис.5.2).

5.3. Геометричні та кінематичні співвідношення у черв'ячних передачах

Геометричні розміри черв'ячної передачі зумовлені такими основними її параметрами: модулем зачеплення m ; кількістю заходів різьби черв'яка ; кількістю зубів черв'ячного колеса(= 26 ) та числом модулів у діаметрі ділильного кола черв'якаq ( q = 6…13; вибирається за таблицями).

Геометричні розміри черв'яка знаходяться таким чином (рис.5.3):

Рис. 5.3. Схема черв’ячного зачеплення

діаметр ділильного кола ;

діаметр кола виступів (зовнішній діаметр)

діаметр кола западин (внутрішній діаметр)

де - коефіцієнт висоти зуба; - коефіцієнт радіального зазору, для нормального черв'ячного зачеплення = 1; ;

- довжина нарізної частини черв'яка:

при

при

Розміри черв'ячного колеса знаходяться за формулами:

- діаметр ділильного кола ;

- діаметр кола виступів зубів

- діаметр кола западин зубів ;

- зовнішній діаметр ;

- ширина вінця:

при

при

• кут обхвату черв'яка вінцем черв'ячного колеса .

Міжосьова відстань черв'ячної передачі знаходиться, виходячи з умови:

( 5.1)

Кут підйому гвинтової лінії різьби черв'яка у ділильному цилінд­рі дорівнює:

(5.2)

де р - крок різьби черв'яка (крок черв'ячного зачеплення). Передаточне число черв'ячної передачі знаходиться за формулою:

(при ). (5.3)

5.4. Сили, що діють у черв'ячному зачепленні

Під час роботи черв'ячної передачі в зачепленні черв'яка з черв'ячним колесом виникає сила нормального тиску, що викликає колову , радіальну та осьову складові (сили).

Як видно зі схеми сил, що діють у черв'ячному зачепленні (рис.5.4), колова сила черв'ячного колеса дорівнює осьовій силі черв'яка і обчислюються, виходячи з умови:

(5.4)

Колова сила черв'яка дорівнює осьовій силі черв'ячного колеса:

, або(5.5)

де - кут тертя в парі черв'як - черв'ячне колесо.

Радіальні сили знаходяться, як і раніше (див. п.4.6.2):

(5.6)

Сила нормального тиску в зачепленні знаходиться з використанням схеми сил, представленої на рис.5.4:

(5.7)

5.5.Розрахунок черв'ячної передачі

Метою розрахунку черв'ячної передачі є знаходження параметрів, необхідних для її виготовлення.

На відміну від зубчастих передач, черв'ячні передачі як закриті, так і відкриті, розраховуються на контактну витривалість робочих повер­хонь зубів черв'ячного колеса. При цьому необхідно забезпечити відсутність заїдання зубів. Для вінців черв'ячних коліс, виготовлених з чавуну або твердих бронз, заїдання значно небезпечніше, ніж контак­тне пошкодження робочих поверхонь зубів.

Для відкритих черв'ячних передач, незалежно від виду матеріалу черв'ячних коліс, загроза заїдання ще більш суттєва, ніж для закритих.

Розрахунок на витривалість зубів при згині виконується як пере­вірочний. Лише для мілкомодульних черв'ячних передач (m1 мм ) з великою кількістю зубів черв'ячного колеса ( z₂ > 100) напруження згину може бути вирішальним.