Червяки, червячные колеса

Червячные силовые пары (червяк, червячное колесо) применяются во многих механизмах для передачи движения, так как отличаются плавностью и бесшумностью и возможностью получения большого передаточного отношения всравнении с зубчатыми передачами. Червячные пары применяются практически во всех типах станков и должны обеспечивать нормальную работу передачи без замены в течение срока службы станка до капитального ремонта. Так как червячные передачи работают при высоких скоростях скольжения, необходимая долговечность винтовых поверхностей червяков обеспечивается высокой стойкостью против заедания, усталостного выкрашивания и износа.

Кроме того, материал для изготовления червячной пари должен обладать высоким пределом прочности на изгиб, т. к. обеспечивает большие передаточные отношения. Выбор материала червяка и червячного колеса зависит от скорости скольжения, напряжений изгиба и характера цикла (длительный без перерывов или кратковременный с частыми перерывами). Червяки, работающие при высоких скоростях скольжения (от 5 до 30 м/сек) и длительное время безперерывов, должны иметь высокую твердость поверхностного слоя не менее 58НКС (механизмы подач станков).

Для червяков, работающее кратковременно при скоростях скольжения менее 5 м/сек, допускается снижение поверхностной твердости до 4850НRС (транспортные устройства станков). Для изготовления червяков наиболее частоприменяются следующие марки сталей: цементуемые – 20, 15Х, 20Х, 20ХФ, 18ХГТ, 12ХНЗА; азотируемые – 38Х2МЮА, ЗОХЗМФ; среднеуглеродистые стали – 40,45,40Х, 50Х; и другие стали.

Для изготовления червячных колес используются сплавы с высокими антифрикционными свойствами (малым коэффициентом трения в паре с другим металлом), что позволяет обеспечить высокую стойкость против заедания. Для этой цели используют оловянные бронзы Бр.ОФ10-1; Бр.05ЦНС5; Бр.ОФ6,5-0,15; алюминиевые бронзы Бр.АЖ-9-4 и др. При высоких скоростях скольжения (более 5 м/сек) используют бронзы с более высокими антифрикционными свойствами (оловянные), при скоростях менее 5 м/сек – более прочные алюминиевые бронзы, антифрикционные свойства которых ниже. При низких скоростях скольжения (менее 2 м/сек) материалом для червячных колос может служить серый чугун.

– для червяка редуктора диаметром 35 мм, длительно работающего при высоких скоростях скольжения (8 м/сек). Предел прочности сердцевины детали должен быть не менее 600 МПа;

– для червячного колеса того же редуктора предел прочности материала должен быть не менее 250 МПа.

– для изготовления червячного колеса толщиной 40 мм и диаметром 150 мм, работающего при низкой скорости скольжения (0,5 м/сек) и кратковременном включении. Расчетные напряжения изгиба, возникающие в зубьях червячного колеса, достигают ЗОМПа и не должны по требованиям расчета превышать 0,075_изг (_изг – предел прочности материала на изгиб) при симметричной реверсивной нагрузке.

– для червяка диаметром 25 мм для условий работы червячной пары, Предел прочности сердцевины должен быть не менее 650 МПа.