Материалы для изготовления червячных колес

И их характеристики

Группа I. Оловянные бронзы, применяемые при скорости скольжения V_S ≥ 5 м/с.

Группа II. Безоловянные бронзы и латуни, применяемые при скорости скольжения V_S = 2…5 м/с.

Группа III. Мягкие серые чугуны, применяемые при скорости скольжения V_S < 2 м/с.

Таблица 25

Группа материала	Марка бронзы, чугуна	Способ отливки	σТ	σВ	σВИ	VS, м/с
Н/мм2
I	Бр010Н1Ф1 Бр010Ф1 Бр010Ф1	Центробежный В кокиль В песок			- - -	> 5 > 5 > 5
II	БрА9ЖЗЛ БрА9ЖЗЛ БрА9ЖЗЛ БрА10Ж4Н4	Центробежный В кокиль В песок В кокиль			- - - -	2…5 2…5 2…5 2…5
III	СЧ15 СЧ20	В песок В песок	-	-		< 2

Примечания: 1. Допускаемое напряжение при N_ц = 10⁷;

[σ]_НО = 0,75 σ_В для червяков с НВ ≤ 350;

[σ]_НО = 0,9 σ_В для червяков с НRC ≥ 45 (НВ > 350).

2. Для червяков применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колес (см. табл.16).

 

Таблица 26

Допускаемые контактные и изгибные напряжения

Группа материала	Контактные напряжения, Н/мм2	Изгибные напряжения, Н/мм2
червяк с НВ ≤ 350	червяк с НВ > 350
I	[σ]Н = КHLСV [σ]НО	[σ]F = KFL[σ]F0
[σ]НО = 0,75 σВ	[σ]НО = 0,9 σВ	[σ]F0 = 0,25 σT + 0,08σВ
II	[σ]Н = [σ]НО – 25VS	[σ]F = KFL[σ]F0
[σ]НО = 250	[σ]НО = 300	[σ]F0 = 0,25 σT+0,08σВ
III	[σ]Н = 175 – 35 VS	[σ]F = KFL[σ]F0 [σ]F0 = 0,12 σ в u

Примечание. Коэффициент интенсивности изнашивания зубьев

C_V = 1,66V_S^-0,352 или

V_S, м/с … 5 6 7 ≥ 8

С_V……….0,95 0,88 0,83 0,8.

 

 

Таблица 27

Значения [σ]_НО для червячных колес из условия

Стойкости передачи к заеданию

Материалы	[σ]НО, МПа, при скорости скольжения Vs, м/с
венца червячного колеса	червяка	0,5
БрА9ЖЗЛ	сталь НRC > 45 (HB > 430)
БрА9Ж4Л	сталь НВ > 430
БрА10Ж4Н4Л	сталь НВ > 430
CЧ 12-28 или СЧ 15-35	СЧ 15-32 СЧ 18-36 СЧ 21-40					-	-	-

 

Таблица 28

Механические характеристики и значения [σ]_FO

Для материалов червячных колес

Материал	Способ литья	σв, МПа	σт, МПа	Твердость червяка HRC<45(HB<430) [σ]FO	Твердость червяка HRC>45(HB>430) [σ]FO
неревер- сивная	ревер- сивная	неревер- сивная	ревер- сивная
Бр010Ф1	В землю
Бр010Ф1	В кокиль
Бр0ФН10	Центробежный
Бр05Ц5	В землю
БрА9Ж4	В землю
БрА9Ж4	В кокиль
СЧ10-26	В землю		-
СЧ15-32	В землю		-
СЧ18-36	В землю		-
СЧ25-40	В землю		-
БрА9ЖЗЛ	В кокиль

 

 

Таблица 29

Сочетание модулей m и коэффициентов q диаметра червяка

(ГОСТ 2144 - 76)

m, мм	q	m, мм	q
2,00	8,0; 10,0; (12,5); 15,5; 16,0; 20,0	6,30	8,0; 10,0; 12,5; 14,0; 16,0;
2,50	8,0; 10,0; (12,5); 16,0; 20,0	(7,00)	20,0; (12,0)
(3,00)	(10,0); (12,0)	8,00	8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0
3,15	8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0	10,00	8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0
(3,50)	(10,0); 12,0; 14,0	(12,00)	10,0
4,00	8,0; (9,0); 10,0; 12,0; 12,5; 16,0; 20,0	12,50	8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0
5,00	8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0	16,00	8,0; 10,0; 12,5; 16,0
(6,00)	(9,0); (10,0)

 

 

Таблица 30

Зависимости приведенного коэффициента трения f ' и угла трения ρ ' между червяком и колесом от скорости скольжения V_s

Vs, м/с	f '	ρ '
0,01	0,110…0,120	6o17…6o51
0,10	0,080…0,090	4o34…5o09
0,25	0,065…0,075	3o43…4o17
0,50	0,055…0,065	3o09…3o43
1,00	0,45…0,05	2o35…3o09
1,50	0,040…0,050	2o17…2o52
2,00	0,035…0,045	2o00…2o35
2,50	0,030…0,040	1o43…2o17
3,00	0,028…0,035	1o36…2o00
4,00	0,023…0,030	1o19…1o43
7,00	0,018…0,026	1o02…1o29
10,00	0,016…0,024	0o55…1o23

Примечание. Меньшее значение для оловянной бронзы; большее значение для безоловянной бронзы, латуни и чугуна.

Таблица 31

Коэффициент формы зуба Y_F для червячных колес

zV2
YF	1,98	1,88	1,85	1,8	1,76	1,71	1,64	1,61	1,55	1,48	1,45	1,4	1,34	1,3	1,27	1,24

 

Таблица 32

Площадь поверхности охлаждения корпуса редуктора

В зависимости от межосевого расстояния передачи

а w,мм
А, м2	0,19	0,24	0,36	0,43	0,54	0,67	0,8	1,0	1,2	1,4

Примечание. Коэффициент теплоотдачи К_Т = 12…18 Вт/(м²·С), а при обдуве вентилятором К_ТВ = 18…40 Вт/(м²·С).

Таблица 33

Формулы для определения основных размеров червячной передачи

И сил в зацеплении

Н а и м е н о в а н и е	Ф о р м у л а
Скорость скольжения	VS = 0,45 n1 , (T2 в Н·мм)
Модуль передачи	m = (1,5…1,7)aw/z2
Коэффициент диаметра червяка	q = 2aw/m-z2
Диаметр делительный червяка	d1 = qm
Высота головки витка (зуба)	ha = m
Высота ножки витка (зуба)	hf = 1,2m
Диаметр вершин витков	da1 = d1 +2m
Диаметр впадин	df1 = d1 – 2,4m
Длина нарезной части червяка при коэффициенте смещения Х < 0	в1= (10+5,5│x│+z1)m
Диаметр делительной окружности колеса	d2 = mz2
Диаметр окружности вершин зубьев	da2 = d2 + 2(1+x)m
Диаметр впадин	df2 = d2 – 2m(1,2 – x)
Диаметр колеса наибольший	dam2 ≤ da2 +6m/(z1+2)
Уточненное межосевое расстояние	aw = 0,5(d1 + d2)
Ширина зубчатого венца при z1 = 1 и 2 при z1 = 4	в2 = ψвааw ψва =0,355 ψва =0,355
Шаг зацепления	p = πm
Радиальный зазор	C = 0,2m
Угол подъема винтовой линии червяка	γ = arctg (z1/q+2x)
КПД передачи	0,95 tg γ/tg(γ+ρ/)
Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке	Ft2= Fa1 = 2T2/d2
Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе	Ft1 = Fa2 = 2T2/(ud1η)
Радиальная сила	Fr = Ft2tgα

 

10.4 К ЭСКИЗНОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПЕРЕДАЧИ И РЕДУКТОРА

Таблица 34

Данные для определения размеров валов

Размеры вала	Расчетная формула
Наименьший диаметр вала из	d = ,
условия кручения по пониженному допускаемому напряжению [τ]	[τ] = 15…25 H/мм2 Т в Н·мм
Диаметр цапфы под подшипник	dП = d + 2tцил, принимается кратным пяти
Диаметр буртика для подшипника	dБП = dП + 3r
Диаметр вала под колесо	dК ≥ dБП
Диаметр буртика для колеса	dБК = dК + 3f
Длина концевого посадочного участка выходного вала	ℓMT = 1,5d
Длина промежуточного участка выходного вала	ℓKT = 1,2 dП
Длина ступицы цилиндрического колеса	LCT ≥ в2
Длина ступицы конического колеса	LCT = 1,2dК
Длина посадочного концевого участка входного вала (червяка)	ℓМБ = 1,5d
Длина промежуточного участка входного вала (червяка)	ℓКБ = 2,0 dП
Длина ступицы червячного колеса	LСТ = dК
Зазор между стенками корпуса и вращающимися деталями	а = +3 мм

Таблица 35

Зависимость высоты заплечика (t_цил, t_кон), координаты фаски подшипника r и размера фаски (f) от диаметра (d)

d, мм	17…	24…	32…	40…	45…	52…	60…	67…	80…	90…95
tцил	3,0	3,5	3,5	3,5	4,0	4,5	4,6	5,1	5,6	5,6
tкон	1,5	1,8	2,0	2,3	2,3	2,5	2,7	2,7	2,7	2,9
r	1,5		2,5	2,5			3,5	3,5		4,0
f			1,2	1,2	1,6			2,5	2,5	3,0

 

Таблица 36