12.6. Матеріали та допустима напруга деталей черв’ячних передач
12.6.1. Матеріали деталей черв’ячних передач вибираються за умови забезпечення низького коефіцієнта тертя, високої стійкості, проти спрацювання, пониженої здатності до заїдання.
Черв’яки повинні витримувати значну напругу згинання та крутіння, а також напругу розтягнення та стиску, мати високу жорсткість, як і зубчасті колеса їх виготовляють із якісних вуглецевих сталей (сталь 45, 50,40Г2) або легованих сталей (сталь 40Х, 40ХН, 35ХГСА та ін.; табл. 8.5, а також табл. 8.8 [9]), витки яких піддають термообробці до високої твердості (H1 ≥ 45...55НRС) з подальшим шліфуванням.
Черв’ячні колеса (вінці) виготовляють із бронзи (табл. 12.5), інколи із латуні, чавуну.
Кращим матеріалом для вінця є олов’яні бронзи Бр010Н1Ф1, Бр010Ф1 та ін. (vs > 5 м/с), однак вони дефіцитні та дорогі. Достатньо високі показники міцності мають безолов’яні бронзи БрА10Ж4Н4, БрА9ЖЗЛ та інші, але вони мають гірші антифрикційні та протизадиркові властивості, меншу здатність до припрацювання (vs ≤ 5 м/с). При vs ≤ 2 м/с переважно в ручних приводах використовують сірий або модифікований чавун (СЧ15, СЧ18 та ін.).
Таблиця 12.5.
Механічні характеристики бронз для черв’ячних коліс
-
Матеріал колеса
Спосіб відливки
Механічні характеристики, МПа
Т
В
БРОФ 10 - 1
У пісок
120
200
БрОФ 10 – 1
У кокіль
150
260
БрОНФ
Відцентровий
170
290
БрАЖ 9 - 4
У пісок
200
400
12.6.2.Допустима контактна напруга для олов’яних бронз знаходиться так:
[σH] = (0,85...0,9)σв (12.24)
при шліфованому і полірованому черв’яку з твердістю Н1 ≥ 45 HRC (σв – границя міцності матеріалу);
в інших випадках
[σH] = 0,75Cv σв (12.25)
де Сv - коефіцієнт, який ураховує швидкість ковзання (табл. 12.6).
Таблиця12.6.
Значення коефіцієнта швидкість ковзання Сv
-
vs
≤1
2
3
4
5
6
7
≥8
Cv
1,33
1,21
1,11
1,02
0,95
0,88
0,83
0,8
Для бронзи БрАЖ9-4: при шліфованому і полірованому черв’яку з H1 ≥ 45HRC.
[σH] = 300 – 25vs, МПа. (12.26)
При проектному розрахунку швидкість ковзання vs приблизно визначають за формулою (12.14).
Допустима напруга згинання для усіх марок бронз
(12.27)
де σт - границя текучості матеріалу.
Для перевірки черв’ячних передач на міцність при короткочасному перевантаженні приймають:
-
олов’яні бронзи;
-
БрАЖ9-4;
-
для бронзи усіх марок. (12.28)