3.4.4.3. Коэффициент полезного действия червячных передач

По аналогии с винтовой парой КПД червячной передачи при ведущем червяке

 = tg  / tg ( +  ).                                     (3.150)

 

Если ведущим является колесо, то вследствие изменения направления сил

 = tg ( –  ) / tg .                                     (3.151)

 

При   ,   0 движение в обратном направлении (от колеса к червяку) становится невозможным. Это свойство самоторможения используют в грузоподъёмных и других механизмах.

Для предварительных расчётов, когда размеры передач неизвестны, КПД ориентировочно можно оценить по средним значениям (табл. 3.7)

 

Таблица 3.7

Средние значения кпд

 

z	1	2	4
	0,7…0,75	0,75…0,82	0,87…0,92

3.4.4.4. Силы в червячном зацеплении

При определении усилий в зацеплении полагают, что равнодействующая Fn контактных напряжений между зубьями  приложена в  полюсе W (рис. 3.39, а) и направлена по линии зацепления. Сила Fn мо­жет быть разложена на три составляющие: 1) окружную силу на червяке, численно равную осевой силе на червячном колесе:   Ft1 = 2T1 / d1 = Fa2;         (3.152)   2) осевую силу на червяке, численно равную окружной силе на червячном  колесе:   Fa1=2T2 / d2 =Ft2;                                      (3.153) 3) радиальную силу на червяке и червячном колесе:   Fr1 = Fr2 = Fa1 tg ,                                     (3.154)

 а нормальное усилие определяется по выражению

 

F_n = F_t2 / (cos  cos ).                                 (3.155)

 

Вращающие моменты на валах червяка и червячного колеса связаны зависимостью

T₂ = T₁u.                                            (3.156)

 

3.4.4.5. Материалы и допускаемые напряжения червячной пары

Выбор материалов для изготовления червячной пары определяется в основном скоростью скольжения _S, м/с, которую при проектном расчёте ориентировочно можно определить по эмпирической зависимости:

 

_S = 0,45  10^-3n₂u .                                  (3.157)

 

Червячные колёса закрытых передач с машинным приводом при         _S  4 м/с изготавливают из безоловянистых бронз (БрА9ЖЗЛ и др.); при  _S = 4…10 м/с – из бронз с малым содержанием олова (Бр06Ц6С3 и др.) и при _S  10 м/с – из оловянистых бронз Бр010Ф1, Бр ОНФ.

Червяки, работающие в паре с бронзовыми колёсами, изготавливают из сталей марок 40ХН, 20ХНЗА, 30ХГСА и других, с твёрдостью поверхностей витков 45…50 HRC.

Червячные колёса открытых передач небольшой мощности и передач с ручным приводом изготавливают из чугунов марок СЧ15, СЧ10, а червяки – из стали марки 45 (300…350 НВ).

Значения допускаемых напряжений для бронзы БрА9ЖЗЛ и чугунов в зависимости от скорости скольжения приведены в табл. 3.8.

 

Таблица 3.8