Допускаемые контактные напряжения

Материалы и допускаемые напряжения.

Расчетная нагрузка.

Расчет на прочность по напряжениям изгиба

По напряжениям изгиба рассчитывают только зубья колеса, так как витки червяка по форме и материалу значительно прочнее зубьев

колеса. Червячное колесо приближенно рассматривается как цилиндрическое косозубое. При этом учитывают:

· по своей форме зуб червячного колеса прочнее зуба косозубого колеса (примерно на 40%). Это связано с дуговой

формой зуба;

· червячная пара сравнительно хорошо прирабатывается.

Поэтому принимают KFα= 1; Yβ= 1.

Z F b =

K F a × Y b

=

ea × x

1

=

1, 9×0, 75

0,7;

s F 2 =

0, 7 × Y F 2 ×

Ft 2× KF

b 2 × m n

£[ sF ];

где KF - коэффициент расчетной нагрузки;

mn = m ×cos g

; m–

осевой модуль червяка; γ – угол подъема винтовой линии червяка; YF2 – коэффициент формы зуба, выбирается по эквивалентному числу зубьев колеса:

zv =

z 2 / cos 3 g.

Для червячных передач приближенно принимают

KH = KF = Kv × Kb, где Kv – коэффициент динамической нагрузки; Kβ

– коэффициент концентрации нагрузки.

Динамические нагрузки в этих передачах невелики, они работают

плавно и бесшумно, поэтому Kv = 1….1,3 (Kv»1

при ns £ 3

м/с.)

Хорошая прирабатываемость материалов червячной пары уменьшает неравномерность нагрузки по контактным линиям. При постоянной внешней нагрузке Kβ = 1; при переменной нагрузке Kβ =

1,05….1,2. Большие значения принимают при малых значениях q и

больших Z2.

Червяки изготавливают из углеродистых или легированных сталей. Витки червяка подвергают термообработке до высокой

твердости (цементация, закалка) с последующим шлифованием.

Червячные колеса изготавливают преимущественно из бронзы, реже из латуни или чугуна. Оловянные бронзы (ОФ10-1,ОНФ) считаются лучшим материалом, однако дороги и дефицитны. Их

применение ограничивают передачами, работающими с большими скоростями скольжения (ns =5...25 м/с). Безоловянные бронзы,

например, алюминиево-железистые типа БрАЖ9-4 и др. имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют в паре с

твердыми шлифованными и полированными червяками (ns £5 м/с).

Чугун серый или модифицированный используется при преимущественно в ручных приводах.

ns £2 м/с

1. Для червячных передач с колесами из оловянных бронз допускаемые напряжения выбирают из условия сопротивления материала поверхностной усталости в условиях неизбежного износа.

[ s H ] = (0,75...0,9) sв × Сv × 8107 / NHE,

где (0,75…0,9) σв – допускаемое напряжение при 107 циклов; σв –

временное сопротивление для бронзы при растяжении. Большие

значения числового коэффициента в формуле для передач с цементированным червяком, меньшие – для передач с червяком, закаленным при нагреве ТВЧ. Червяк должен быть шлифован и полирован.

Сv – коэффициент, учитывающий износ, зависит от скорости скольжения (см. значения коэффициента по таблице).

Vs (м/с)					³ 8
Cv	1,33	1,11	0,95	0,83	0,80

Эквивалентное число циклов (по диаграмме нагружения)

T max

NHE = 60 × S(Ti)4× ti × ni £ 25 ×107.

2. Для твердых (безоловянных) бронз и чугунов допускаемые контактные напряжения выбирают из условия сопротивления заеданию в зависимости от скорости скольжения.

Если материалом червяка служат бронзы типа БрАЖ9-4, а червяк закален, шлифован и полирован, то используют формулу:

[ s H]=(300...275)-25× vs.

Для колеса из чугуна и червяка, закаленного ТВЧ:

[ s H]=200 -35× vs.

При проектном расчете скорость скольжения оценивают по приближенной формуле:

vs»

4,5 × 10 -4

× n 1 × 3

T 2.

Допускаемые напряжения изгиба для всех марок бронз

[ sF ]=0,25 sT +0,08 sb.

Приведенная зависимость относится к длительному сроку службы при нагрузке, близкой к постоянной.

Материал колеса	Способ отливки	Механические характеристики, МПа
σТ	σв
БРОФ10-1	В песок
БРОФ10-1	В кокиль
БрОНФ	Центробежный
БрАЖ9-4	В песок

Для проверки червячных передач на прочность при кратковременных перегрузках принимают следующие предельные допускаемые напряжения:

· оловянные бронзы [ s H]max =

· бронза БрАЖ9-4 [ s H]max =

4 sT;

2 sT;

· для бронзы всех марок [ sF ]max»

0,8 s T.

ЛЕКЦИЯ №14

Дата добавления: 2014-01-20