51. Конструкция червячных редукторов.

В основном применяют одноступенчатые червячные редукторы. При больших передаточных числах применяют зубчато-червячные, червячно-зубчатые и двухступенчатые червячные редукторы.

Редукторы выполняют со следующим расположением червяка и червячного колеса:

а – червяк под колесом. Применяется при окружных скоростях υ 4…5 м/с. Смазка окунанием червяка.

б – червяк над колесом. Применяется при окружных скоростях υ 4…5 м/с. Смазка окунанием червяка. Колесо – тихоходное (1/6 – 1/3 от dт.к. погружается в смазку).

в – червяк с горизонтальной осью, цепляющейся с колесом, имеющий вертикальную ось.

г – червяк с вертикальной осью, расположенный сбоку колеса.

Если aw 150…180 мм

L 400…450 мм

t 70 0С, то конструкцию смотри на рис 1.

Если хотя бы один из показателей имеет превышение, то один конец червяка устанавливают на радиальные подшипники, а второй – на плавающем (рис 2).

Червячные колеса устанавливают на радиально-опорных подшипниках в упор по одному в опоре. В целях экономии цветных металлов выполняют червячные колеса с брондовым ободом и чугунным центром.

Рисунки:

а) бандажированная конструкция. В ней обод посажен на чугунный центр с гарантированным натягом. Применение: колеса небольших диаметров, ненапряженных в тепловом отношении.

б) болтовая конструкция. Брондовый обод выполнен с фланцем и приболчен к центру. Применяется при диаметрах колес больше 300 мм .

в) биметаллическая конструкция. Брондовый обод отлит по форме, в которую вставлен чугунный центр. Применение: колеса массового производства.

52. Причины выхода из строя червячных передач, критерии их работоспособности и расчета. Материалы, применяемые для изготовления червячных передач.

Основными причинами выхода из строя являются:

Заедание

Износ зубьев

Поломки зубьев

Усталостное выкрашивание

Червячные передачи, так же как и зубчатые, рассчитывают по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. В отличие от зубчатых в червячных передачах чаще наблюдается износ и заедание, а не выкрашивание поверхности зубьев. При мягком материале колеса (оловянистые бронзы) заедание проявляется в так называемом постепенном «намазывании» бронзы на червяк, при котором передача может еще работать продолжительное время. При твердых материалах (алюминиево-железистые бронзы, чугун и т.п.) заедание переходит в задир поверхности с последующим быстрым разрушением зубьев колеса.

Повышенный износ и заедание червячных передач связаны с большими скоростями скольжения и неблагоприятным направлением скольжения относительно линии контакта.

Для предупреждения заедания ограничивают значения контактных напряжений и применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, колесо – бронза или чугун. Устранение заедания в червячных передачах не устраняет абразивного износа зубьев. Интенсивность износа зависит также от значения контактных напряжений. Поэтому расчет по контактным напряжениям для червячных передач является основным. Расчет по напряжениям изгиба производится при этом как проверочный. Только при мелкомодульных колесах с большим числом зубьев (z2 > 100) напряжения изгиба могут оказаться решающими. Расчет по напряжениям изгиба выполняют как основной для передач ручных приводов.

Материалы, применяемые для изготовления червячных передач.

Червяки в силовых передачах выполняют из сталей, закаливаемых до значительной твердости. Наивысшие показатели дают передачи с червяками из цементуемых сталей (12ХН3, 15ХФ, 18ХГТ, 18ХНВА, 20Х2Н4А и др.). Твердость на поверхности при этом: HRC 58…63. Шлифовка и полировка червяка обязательны. Применяют также газовую нитроцементацию (25ХГТ, 25ХГМ). HRC 56…63. Широко применяют также червяки из среднеуглеродистых сталей (45, 40Х, 40ХМ, 35ХГСА, 38ХГН) с поверхностной или объемной закалкой. Шлифовка и полировка обязательны. Также применяют червяки из азотируемых сталей (38Х2МЮА, 38Х2Ю). Улучшенные червяки применяют вместо закаленных по технологическим соображениям (например, отсутствие оборудования для шлифовки червяков); при этом: НВ 350.

Венцы червячных колес изготавливают из материалов, обладающих хорошими противозатирными антифрикционными свойствами. Применяемые материалы делят на три группы:

Бронзы. σв 300 МПа.

Высокооловянистые бронзы. Sn от 6…10% (Бр010Ф1, Бр010Ф1Н1 и др.). Их применяют при больших скоростях скольжения т.е. при υs > 6…25 (υmax = 30 м/с).

Бронзы с содержанием Sn от 3…6%. Это бронзы марок: Бр05Ц5С5, БрСу7Н2 – сурьмяно-никилиевая бронза. Их применяют при υs до 12 м/с.

Безоловянистые бронзы и латуни. σв > 300 МПа.

Чугун серый или модифицированный (СЧ15, СЧ20) применяют при υs 2 м/с, преимущественно в ручных приводах.