2. Определение допускаемых напряжений

2.1. Допускаемые контактные напряжения

Для червячных колес, выполненных из мягких оловянистых бронз (материалы 1-ой группы), допускаемые контактные напряжения определяются по формуле:

где – предел ограниченной контактной выносливости бронзы при условном числе циклов нагруженияNц=10⁷

N_ц – действительное число циклов нагружения зубьев червячного колеса.

Величину предела ограниченной контактной выносливости бронзы при этом принимают равной

,

где _в – предел прочности бронзы при растяжении (см. табл. 1)

Большие значения числового коэффициента принимают при закаленных до HRC≥45 шлифованных и полированных червяках, меньшие – при незакаленных не шлифованных червяках.

Число циклов нагружения зубьев червячного колеса при постоянной нагрузке (в соответствии с заданием на курсовое проектирование) определяется по формуле

,

где n₂ – частота вращения червячного колеса в об/мин,

t – срок службы червячной передачи в часах.

В случае реверсивной нагрузки с одинаковым временем работы в обоих направлениях, величину N_ц, вычисленную по этой формуле, следует уменьшить в 2 раза.

При N_ц≥2510⁷ в исходную формулу подставляют N_ц=2510⁷, при Nц=3,510⁷ в формулу подставляют Nц=3,510⁷. При этих условиях

Червячные колеса из безоловянистых бронз (2-я группа) и чугунов (3-я группа) имеют большую склонность к заеданию, поэтому допускаемые контактные напряжения для них определяются в зависимости от скорости скольжения.

Для материалов 2-ой группе (безоловянистые бронзы):

при закаленном, шлифованном червяке

МПа

при незакаленном, не шлифованном червяке

, МПа.

Для материалов 3-ей группы (чугуны):

, МПа

В приведенные формулы величина Vскподставляется в м/с.

2.2. Допускаемые напряжения для расчета на изгибную выносливость

Допускаемые напряжения изгиба для зубьев венцов колес, выполненных из материалов 1-ой и 2-ой групп (оловянистые и безоловянистые) определяются по формуле

где – предел ограниченной изгибной выносливости бронзы при условном числе циклов нагружения

При нереверсивной нагрузке величина предела ограниченной изгибной выносливости определяется по формуле

При реверсивной нагрузке

Здесь и– предел текучести и предел прочности бронзы соответственно (см.табл.2)

При в исходную формулу следует подставлятьN_ц=2510⁷, при N_ц<10⁷ следует принимать N_ц = 10⁶. При этих условиях

Для червячных колес, выполненных из материалов 3-ей группы (чугуны), допускаемое напряжение для расчета на изгибную выносливость:

–для нереверсивных передач;

–для реверсивных передач;

Здесь – предел прочности чугуна при изгибе (см.табл.1).

2.3. Предельные допускаемые напряжения для расчета передачи при пиковых нагрузках

Предельные допускаемые напряжения идля расчета передачи при пиковых нагрузках вычисляются по формулам, приведенным в таблице 2.

Таблица 2

Предельные допускаемые напряжения при пиковых нагрузках

Материал
Оловянистые бронзы (1-я группа)
Безоловянистые бронзы (2-я группа)
Чугуны (3-я группа)	260…300 МПа

В таблице: – предел текучести материала;

– предел прочности чугуна при растяжении (см.табл.1)

3. Определение коэффициента нагрузки

Коэффициент нагрузки для червячных передач

,

Где:

–коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий;

–коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении.

Поскольку зубья червячного колеса обладают способностью прирабатываться, при постоянной нагрузке (в соответствии с заданием на курсовое проектирование) происходит их полная приработка и

Коэффициент зависит в основном от степени точности передачи и от скорости скольженияV_ск в зацеплении (см. табл. 3). По СТ СЭВ установлено 12 степеней точности для червячных передач. Для силовых передач предназначаются степени от 5 до 9-ой в порядке убывания точности. Для редукторов общего назначения применяют в основном 7 и 8-ю степень точности.

При скоростях скольжения, для которых в таблице 3 значения не указаны, соответствующие точности изготовления передач не применяются. Таким образомтаблица 3 может быть также использована для назначения степени точности передачи.

Таблица 3

Коэффициент динамичности нагрузки К_v

Степень точности передачи	Скорость скольжения Vск, м/с
	до 1,5	св.1,5 до 3,0	св.3,0 до 7,5	св.7,5 до 12
6	--------	----------	1	1,1
7	1	1	1,1	1,2
8	1,15	1,25	1,4	--------
9	1,25	----------	---------	--------