Расчет червячных передач на контактную прочность

Расчет червячных передач по контактным напряжениям

Так как червяки изготавливают из более прочного материала, чем венцы червячных колес, то на прочность проверяют только зубья колеса.

Основные причины выхода из строя червячных передач - поверхностное разрушение, заедание и износ зубьев.

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев происходит в передачах с колесами, изготовленными из твердых бронз.

Поломка зубьев главным образом происходит после их износа. В связи с тем, что поверхностное разрушение зубьев зависит от контактных напряжений, а поломка - от напряжений изгиба, червячные колеса рассчитывают на прочность по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.

Особенности расчета на контактную прочность

По аналогии с расчетом зубчатой передачи наибольшее контактное напряжение определяют по формуле Герца:

При этом ρпр=ρ2, т.к. ρ1=∞ (витки червяка имеют профиль прямобочной рейки). Для бронзы Е =0,98105 МПа, а Епр = 1,33105 Мпа.

После преобразования исходной формулы получают формулу проверочного расчета червячной передачи:

Решив уравнение относительно aw, получают формулу проектировочного расчета:
Коэффициент нагрузки КH принимают в пределах 1,1 ...1,3. 

Допускаемые контактные напряжения для безоловянистых бронз и чугунов выбирают из условия сопротивления заеданию в зависимости от скорости скольжения:

[σ]2=300-25∙Vs (бронза);   [σ]2=180-45∙Vs

Для оловянистых бронз допускаемое контактное напряжение выбирают из условия сопротивления материала поверхностной усталости: