Материалы, допускаемые напряжения и конструкции деталей передачи

Выбор материала для изготовления червяка и чер­вячного колеса определяется в основном скоростью скольжения витков червяка и зубьев колеса.

При проектном расчете, когда размеры червяка неизвестны, ориентировочное значение скорости скольжения можно найти из эмпирической зависимости

где Т₂ и п₂ — расчетный вращающий момент, Н • м, и частота вращения вала колеса, об/мин; z₂ — число зубьев колеса. Меньшие значения коэффициента перед корнем берутся при большем числе заходов и больших нагрузках, а большие — при меньшем числе заходов и меньших нагрузках.

Червячные колеса открытых передач и передач небольшой мощности с ручным приводом изготовляют из чугунов СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, а червяки из стали 45 (ИВ 300-350).

Колеса закрытых передач с машинным приводом при v _ск < 4 м/с изготовляют из безоловянистых бронз (БрАЖ9 - 4 и др.), при м/с — из малооловянистых бронз (БрОбЦбС3 и др.) и при v _ск > 10 м/с — из высокооловянистых бронз, содержащих также фосфор, свинец, сурьму и никель (БрОФ10-1, БрОФН).

Червяки, работающие в паре с бронзовыми колесами, изго­товляют обычно из сталей 40ХН, 20ХН3А, 30ХГСА, 20Х и др. с твердостью поверхностей витков HRC 45 — 50.

Допускаемые напряжения изгиба определяются так же, как и для зубчатых колес. Приближенные значения даны в табл. 21.2. Для оловянистых бронз БрОФ10 — 1 и БрОФН: = 50МПа — при литье заготовки в землю, = 70 МПа — то же, в металлическую форму.

Значения допускаемых контактных напряжений для колес из бронзы БрАЖ9 - 4 и чугунов в зависимости от даны в табл. 21.2. Для колес из оловянистой бронзы БрОФ10 - 1: = 150 МПа — при литье в землю и = 190 МПа — при литье в кокиль. Для колес из бронзы БрОФН, заготовки которых отливают в кокиль, = 230 МПа.

В связи с тем, что для изготовления венцов червячных колес используется дефицитный цветной металл, колеса изготовляют преимущественно бандажированными (рис. 21.8), а червяки — за одно целое с валом (редко бандажированными).

Рис. 21.8. Червячные колеса

Рис. 21.9. Червячный редуктор

Для общего ознакомления с конструкцией червячных передач на рис. 21.9 показан автономный редуктор с нижним расположением червяка. Корпус редуктора имеет горизонтальный разъем, в плоскости которого лежит ось колеса, для упрощения сборки и изготовления редуктора. Верхняя часть (крышка) 1 и нижняя часть (корпус) 8 редуктора соединяются болтами 2. Подшипники червяка устанавливаются в корпус 8 с помощью дополнительных стаканов 5. Это облегчает установку червяка вместе с подшипниками и маслоразбрызгивающими кольцами 6 в корпус. Осевое положение колеса в корпусе зафиксировано с помощью крышек 3 и 4. Червяк выполнен за одно целое с валом.

Колесо выполнено составным из бронзового венца и сталь­ной или чугунной ступицы.

Для уменьшения износа и улучшения теплоотвода из зоны контакта должно быть обеспечено смазывание передачи.

Пример. Определить основные размеры червячной цилиндрической передачи при следующих данных: момент на валу колеса Т₂ = 500 Н • м, частота вращения колеса п₂ = 30 об/мин, частота вращения приводного двигателя п₁ = 960 об/мин.

Решение. 1. Передаточное отношение и = 960/30 = 22.

2. Принимаем двухзаходный червяк z₁ = 2, коэффициент диаметра червяка ориентировочно q = 10. Находим число зубьев колеса z₂ = 44.

3. В качестве материала червяка принимаем сталь 45, термообработка — закалка; материал колеса — бронза БрОФ10—1, отливка заготовки в кокиль. Допускаемое контактное напряжение = 190 МПа.

4. Принимаем ориентировочно = 1,2 и находим по формуле (21.6) межосевое расстояние

мм.

5. Определяем модуль передачи, принимая х = 0:

мм.

Округляем до стандартного значения m = 6 мм и по табл. 21.1 проверяем правильность принятого значения q.

6 Уточняем фактическое значение межосевого расстояния

мм

7. Определяем размеры (мм) червяка по формулам на с. 375:

d₁ = mq = 6 • 10 = 60; d₂ = mz₂ = 6 • 44 = 264;

d_a1 = m (q + 2) = 6(10 + 12) = 72; d_a2 = m(z₂ + 2) = 6(44 + 2) = 276;

d_f1 = m (q - 2,4) = 6 (10 - 2,4) = 45,6;

d_f2 = m (z₂ - 2,4) = 6 (44 - 2,4) = 249,6;

b₁ (11 +0,06z₂)m = (11 +0,06 • 44) 6 = 82;

b₂ 0, 075 d_al =0,075 • 72 = 54,

принимаем b₁ = 100 мм, b₂ = 54 мм,

= 276 + 1,5 • 6 = 285 мм.

8. По формуле (21.3) оценим прочность зубьев колеса при изгибе

6,28 МПа,

вычислим требуемые для расчета величины:

1900 H;

= 11°20';

= 6 • 0,98 = 5,88 мм;

(см. с. 381).

Так как допускаемые напряжения изгиба = 50 МПа выше расчетного значения напряжения в колесе, то условие прочности удовлетворено.

ГЛАВА 22

Дата добавления: 2014-01-11