Особенности расчета червячной передачи

Червячные или зубчато-винтовые передачи применяют для вращения валов со скрещивающимися осями. Движение осуществляется по типу винтовой передачи, когда винтом служит червяк, а колесо представляет собой гайку, изогнутую по окружности резьбой наружу.

Некоторые важные для расчетов элементы червяка и его функционирования показаны на рис. 4.3.

Исходными данными для расчета червячной передачи являются: крутящий момент на выходе Т₂, частота вращения выходного вала n₂, передаточное число u_Р.

Время безотказной работы передачи обычно принимают равным      t = 30000 часов, температуру окружающей среды t_o = 20°С.

Материал червячного колеса:

1) венец – оловянистая (при больших скоростях скольжения), безоловянная бронза или латунь (при скорости скольжения V_CK < 8 м/с)и чугун СЧ12-28, СЧ15-32 (при скорости скольжения V_CK < 2 м/с);

                       р          α=20^о

                                                                      d_f1 d₁ d_a1

                            V₂                        Виток червяка

 Зуб колеса                                  γ

                               V₁    V_S

Рис. 4.3 Цилиндрический архимедов червяк

2) Ступица и диск - СЧ12-28, СЧ15-32.

Если червячное колесо имеет небольшие габаритные размеры, то оно целиком выполняется из бронзы.

Материал червяка: углеродистые или легированные термообработанные стали 45, 50, 12ХН3А, 20, 40Х, 40ХН, 38ХМЮА. При работе с венцом из безоловянной бронзы зубья червяка должны иметь твердость не ниже HRC 45.

В качестве параметров исходного контура инструмента можно принять:

h^*_а = 1 – коэффициент высоты головки зуба;

c^* = 0,2 – коэффициент радиального зазора;

α = 20°– угол профиля рейки.

При проверке червячных передач на статическую прочность при пиковых нагрузках предельные допускаемые напряжения принимают из следующих условий.

Таблица 4.12 Предельные допускаемые напряжения в червячной передаче [1]

 Пределы текучести и прочности бронз должны выбираться соответственно принятой марке материала по справочникам. Однако, для решения задач можно принять следующие средние значения:

Для оловянистых бронз σ_Т = 150-160 Н/мм²;  σ_в = 240-250 Н/мм²

Для безоловянных бронз σ_Т = 260-300 Н/мм² ;  σ_в = 560-580 Н/мм²

Определение допускаемых напряжений