4.1. Выбор материала и допускаемых напряжений.

Ввиду того, что в червячном зацеплении преобладает трение скольжения, применяемые материалы червячной пары должны обладать хорошими антифрикционными свойствами, повышенной износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию. Для этого в червячной передаче сочетают разнородные материалы при малой шероховатости контактирующих поверхностей. Червяки изготавливают из среднеуглеродистых сталей марок 40, 45, 50 или легированных сталей марок 40Х, 40ХН и др. с поверхностной закалкой до твердости HRC 45-55. При этом необходима шлифовка и полировка рабочих поверхностей витков. Хорошую работу передачи обеспечивают червяки из цементуемых сталей (15Х, 20Х и др.) с твердостью после закалки HRC 58-63. Зубчатые венцы червячных колёс изготавливают преимущественно из бронзы, причем выбор марки материала определяется скоростью скольжения (Vs = 6-25м/с) и при длительной работе рекомендуются оловянные бронзы марок Бр0Ф10-1, Бр0НФ которые обладают хорошими противозадирными свойствами. При средних скоростях скольжения (Vs = 2-6 м/с) применяют алюминиевую бронзу марки БрАЖ 9-4. Эта бронза обладает пониженными противозадирными свойствами, в отдельных случаях её применяют при Vs до 8 м/с. При малых скоростях скольжения (Vs < 2 м/с) червячные колеса можно изготавливать из серых чугунов СЧ12, СЧ15, СЧ18 и др. Ориентировочную скорость скольжения Vs, в зависимости от которой выбирают марку материала венца червячного колеса, определяют по эмпирической формуле: , (4.1)

где Т₂ - крутящий момент на валу червячного колеса (Нм), 1510Hм; Где n1 – частота вращения вала червяка, мин^-1 Выбираем материал алюминиевую бронзу БрАЖ9-4, способ отливки – в землю [1] Допускаемые контактные напряжения _HP =125Мпа

Допускаемые изгибные напряжения _HF =66МПа

4.2 Проектировочный расчет червячной передачи

При проектировочном расчете определяют ориентировочное значение межосевого расстояния червячной передачи, исходя из контактной выносливости поверхности зубьев, а затем, после уточнения параметров передачи, проверяют действительные контактные напряжения и сравниваются допускаемыми.

Определяем межосевое расстояние a_w:

, (4.2)

где Z₂ – число зубьев червячного колеса (определяем по формуле Z₂=Z₁U); Z₁ – число заходов (витков) червяка. q=d₁/m – коэффициент диаметра червяка, предварительно принимаем равным 10; К_Н – коэффициент нагрузки, предварительно принимаем К_H = 10 [1]; Т₂ – крутящий момент на валу червячного колеса, (Нм); _НР – допускаемое контактное напряжение [1] ;

Z₁ = 2, U = 17,

Z₂ = 217= 34,

,

По рассчитанному межосевому расстоянию а_w определяем осевой модуль зацепления:

.

Полученный модуль округляем до стандартного ([1], табл.5.5) , определяем соответствующее ему стандартное значение коэффициента диаметра червяка ,

Принимаем m = 12.5мм, q = 10. Уточняем межосевое расстояние по принятым m и q:

,

Уточняем коэффициент нагрузки (К_Н) по формуле:

К_Н = К_НК_НV,

где К_Н - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине венца колеса: при постоянной нагрузке К_Н = 1; К_НV – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от скорости скольжения и принятой степени точности изготавления червячной пары, ([1], табл.5.6). К_Н = 11 = 1 Определяем скорость скольжения V_s (м/с) в зацеплении:(см.[1],с.60)

,

d₁ = mq – делительный диаметр червяка, м,

 = arctg(Z₁/q) – угол подъема витка червяка. d₁ =125;  = arctg(2/10) =11.3;

.

Полученная скорость V_s соответствует диапазону скоростей выбранного материала [1].