Марки сталей для червяков и их механические характеристики

Марка стали	Термообработка	Твёрдость поверхности	Предел прочности , МПа	Предел текучести , МПа
40Х 40ХН	Закалка	48…54 HRC	1 600	1 400
20X 12ХНЗА 25ХГТ	Цементация и закалка	56…63 HRC	1 150
38ХМЮА	Азотирование	57…67 HRC	1 050

Выбор материала червячного колеса зависит от скорости скольжения V_s витков червяка по зубьям колеса.

В тихоходных малонагруженных передачах при малых скоростях скольжения (V_s < 2 м/c), а также в ручных приводах червячные колёса допускается изготавливать цельными из серого чугуна марок СЧ 15 или СЧ 21.

При скоростях скольжения V_s = 2…5 м/с для изготовления червячных колёс используют наиболее доступные марки из безоловянных бронз типа БрА9Ж4 или БрА9Ж4Л, имеющие хорошие механические характеристики, но невысокие противозадирные показатели.

При больших скоростях скольжения (V_s > 5 м/c)в ответственных передачах применяют дорогостоящие оловянно-фосфористые бронзы типов Бр010Ф1, Бр010Н1Ф1, характеризующиеся наилучшими противоза-дирными свойствами. Все бронзы, включающие в свой состав олово, сравнительно дороги и дефицитны, поэтому из них изготовляют только зубчатый венец, а колёсный центр изготовляют из серого чугуна или стали.

Допускаемые напряжения

Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения (МПа) для оловянных бронз Бр010Ф1 и Бр010Н1Ф1 определяют по формуле

[σ_H]=C_v ∙ [σ_H]₀ ∙K_HL , (3)

здесь С_v – коэффициент, учитывающий скорость скольжения, значения С_v определяют по табл. 2; [σ_H]₀ – допускаемое контактное напряжение (МПа) для базового числа циклов перемены напряжений, равного 10⁷, [σ_H]₀ определяют по табл. 3; K_HL – коэффициент долговечности,

K_HL = , (4)

здесь N_НЕ – расчётное число циклов перемены напряжений.

Для режима постоянной нагрузки

N_HE = 60 ∙ n₂ ∙ t_Σ , (5)

здесь n₂ – частота вращения червячного колеса, об/мин, t_Σ – суммарный срок службы передачи в часах, равный

t_Σ = L ∙365 К_год∙24 К_сут , (6)

здесь L – срок службы передачи, годы; К_год и К_сут – коэффициенты использования передачи в году и сутках (указываются в задании на курсовой проект).

При N_НЕ > 25∙10⁷ принимают N_НЕ = 25∙10⁷ .

Таблица 2

Значение коэффициента C_v

Vs, м/c	1							8
Cv	1,33	1,21	1,11	1,02	0,95	0,88	0,83	0,8

Таблица 3

Значения допускаемых контактных напряжений для базового числа

Циклов перемены напряжений

Материал колеса	Способ отливки	Механические характеристики, МПа	[σH]0 , МПа
Бр010Ф1	В песок
Бр010Ф1	В кокиль
Бр010Н1Ф1	Центробежный
БрА9Ж4	В песок

Допускаемые контактные напряжения (МПа) для безоловянных бронз БрА9Ж4 и БрА9Ж4Л определяют по формуле

[σ_H] = [σ_H]₀– 25V_s . (7)

Для червячных колёс, изготовленных из чугуна, допускаемые контактные напряжения (МПа) определяют по формуле

[σ_H] = 175 – 35V_s . (8)