1. Выбор материалов червячных пар

Материалы зубчатых венцов червячных колес по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств и по рекомендуемым для применения скоростям скольжения можно условно свести к трем группам (табл. 3.21):

Группа I – оловянные бронзы; применяют при скорости скольжения υ_ск > 5 м/с.

Группа II – безоловянные бронзы и латуни; применяют при скорости скольжения υ_ск = 2 ... 5 м/с.

Группа III – мягкие серые чугуны; применяют при скорости скольжения υ_ск < 2 м/с и в ручных приводах.

Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, то предварительно определяют ожидаемое ее значение, м/с:

. (3.98)

Таблица 3.21

Основные механические характеристики материалов для червячных колес

Группа	Материал	Способ отливки	σв, МПа	σт, МПа
I	БрО10Н1Ф1 υск ≤ 25 м/с	Ц	285	165
	БрО10Ф1 υск ≤ 12 м/с	К П	245 215	195 135
	БрО5Ц5С5 υск ≤ 8 м/с	К П	200 145	90 80
II	БрА10Ж4Н4 υск ≤ 5 м/с	Ц К	700 650	460 430
	БрА10Ж3Мц1,5 υск ≤ 5 м/с	К П	550 450	360 300
	БрА9Ж3Л υск ≤ 5 м/с	Ц К П	500 490 390	200 195 195
	ЛАЖМц66-6-3-2 υск ≤ 4 м/с	Ц К П	500 450 400	330 295 260
III	СЧ15, СЧ20 υск ≤ 2 м/с	П П	σви = 320 Мпа σви = 360 Мпа

Примечание. Способ отливки: Ц – центробежный; К – в кокиль; П – в песок (при единичном производстве).

Допускаемые напряжения

Допускаемые контактные напряжения для групп материалов

I группа. Допускаемое напряжение [σ]_Но, МПа, при числе циклов перемены напряжений, равном 10⁷, определяются по формуле

[σ]_Но = (0,75 … 0,9) σ_в,

где коэффициент 0,9 – для червяков с твердыми (Н ≥ 45 HRC) шлифованными и полированными витками, 0,75 – для червяков при твердости ≤ 350 НВ; σ_в принимают по табл. 3.21.

Коэффициенты долговечности по контактной выносливости K_HL определяют только для венцов из оловянных бронз (I группа). Коэффициент эквивалентности К_НЕ для червячных передач определяют так же, как для зубчатых. Это позволяет использовать приведенные выше, в п. 3.2, типовые классы нагрузки.

Материалы венцов червячных колес не имеют перелома кривой усталости. В целях сохранения методического единства расчета зубчатых и червячных передач для последних введен условный предел контактно-износной выносливости [σ]_Но относящийся к условной базе N_HG = 10⁷ циклов.

Коэффициент долговечности для I-ой группы материалов

, (3.99)

при условии K_HL ≤ 1,15. Здесь N_НЕ = К_НЕN_k – эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи. Если N_НЕ > 25 · 10⁷, то принимают N_НЕ = 25 · 10⁷.

Суммарное число циклов перемены напряжений

, (3.100)

где L_h – время работы передачи, ч.

Значения коэффициента K_НЕ эквивалентности для типовых режимов нагружения приведены в табл. 3.22.

Таблица 3.22