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.
р α=20о
df1 d1 da1
V2 Виток червяка
Зуб колеса γ
V1 VS
Рис. 4.3 Цилиндрический архимедов червяк
Исходными данными для расчета червячной передачи являются: крутящий момент на выходе Т2, частота вращения выходного вала n2, передаточное число uР.
Время безотказной работы передачи обычно принимают равным t = 30000 часов, температуру окружающей среды to = 20°С.
Материал червячного колеса:
1) венец – оловянистая (при больших скоростях скольжения), безоловянная бронза или латунь (при скорости скольжения VCK < 8 м/с)и чугун СЧ12-28, СЧ15-32 (при скорости скольжения VCK < 2 м/с);
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]
Материал | [σ]Н пред | [σ]И пред |
Оловянные бронзы | 4 σТ | - |
Безоловянные бронзы | 2 σТ | 0,8 σТ |
Чугуны | 260-300 Н/мм2 | 0,6 σпч.р |