21. Материалы червячных передач.

Червяк и колесо должны образовывать антифрикционную пару, обладать высокой прочностью, износостойкостью и сопротивляемостью заеданию ввиду значительных скоростей скольжения в зацеплении. Червяки изготовляют из среднеуглеродистых сталей марок 40, 45, 50 или легированных сталей марок 40Х, 40ХН с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45...53 НКСЭ. При этом необходима шлифовка и полировка рабочих поверхностей витков. Хорошую работу передачи обеспечивают червяки из цементуемых сталей (15Х, 20Х и др.) с твердостью после закалки 56...63 НКСЭ Зубчатые венцы червячных колес изготовляют преимущественно из бронзы, причем выбор марки материала зависит от скорости скольжения у5 и длительности работы. При высоких скоростях скольжения (Us = 5...25 м/с) и длительной работе рекомендуются оловянные бронзы марон БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1, которые обладают хорошими противозадирными свойствами. При средних скоростях скольжения (Us = 2...5 м/с) применяют алюминиевую бронзу марки БрА9ЖЗЛ. Эта бронза обладает пониженными противозадирными свойствами, поэтому применяется в паре с закаленными до твердости ?45НRСЭ шлифованными и полированными червяками. В отдельных случаях ее применяют до Us = 8 м/с. При малых скоростях скольжения (Us<2 м/с) червячные колеса можно изготовлять из серых чугунов марок СЧ12 СЧ15 и др. При выборе материала колеса предварительно определяют ожидаемую скорость скольжения по эмпирическое формуле

(2.5.16)

Практика показала, что срок службы бронзовых венцов червячных колес сильно зависит от способа отливки заготовок. Большее сопротивление изнашиванию оказывают зубья венцов, отли¬тых центробежным способом. Для наиболее распространенных материалов венцов червяч¬ных колес механические характеристики приведены.

22. Валы и оси. Общие сведения. Конструктивные элементы

Основные понятия Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах или осях. Вал – деталь машин, предназначенная для поддержания сидящих на нем деталей и передачи крутящего момента. При работе вал испытывает деформации кручения и изгиба, иногда – растяжения-сжатия. Ось – деталь машин и механизмов, служащая для поддержания вращающихся частей, но не передающая полезный крутящий момент, а, следовательно, не испытывает кручения.

Классификация

Виды валов:  1) коренные,  2) шпиндели,  3)трансмиссионные. По форме геометрической оси валы бывают: 1) прямые, 2) коленчатые; 3)гибкие. По типу сечения валы бывают: 1) сплошные; 2) полые. Оси бывают вращающиеся и неподвижные. Прямые валы и оси изготавливают гладкими или ступенчатыми. Образование ступеней связано с различной напряженностью отдельных сечений, а также с условиями изготовления и сборки.

Конструктивные элементы валов и осей Опорная часть вала или оси называется цапфой (рис.3.1.1).  Шипом 1 называется цапфа, расположенная на конце вала и передающая преимущественно радиальную нагрузку.  Шейкой 2 называется цапфа, расположенная в средней части вала или оси. Шипы и шейки по форме могут быть цилиндрическими, коническими, сферическими.

Рисунок 3.1.1 Конструктивные элементы вала

Опорами для шипов и шеек служат подшипники. Пятой рис. 3.1.2.а, 3.1.2.б называют цапфу, передающую осевую нагрузку.  Опорной частью для пяты является подпятник рис.3.1.2.в . 

Кольцевое утолщения вала, составляющее с ним одно целое, называется буртиком (рис.3.1.3). 

Переходная поверхность от одного сечения к другому, служащая для упора насаживаемых на вал деталей, называется заплечником (рис. 3.1.4). 

Переходные участки между двумя ступенями валов выполняют канавкой (поднутрением) или галтелью (рис. 3.1.5). Криволинейную поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему называют галтелью рис. 3.1.5.б. Галтель вала, углубленную за плоскую часть заплечника, называют поднутрением рис. 3.15.а. Галтели способствуют снижению концентрации напряжений.

Рисунок 3.1.5 переходные участки вала