Геометрия и кинематика червячных передач

Червячные передачи

Усилие зубчатых конических передач.

На ведущем колесе окружное усилие Ft направлено в сторону противоположную вращению

1) F_t – окружная сила

Dm – диаметры средней делительной окружности.

2) Осевая сила для шестерни, (α = 20°)

3) Радиальная сила

- половина угла начального конуса.

Fa₁=-Fr₂ –осевая сила на колесе равно радиальной силе на колесе. Знак указывает, что обе силы имеют взаимно- противоположное направление.

Червячные передачи относятся к передачам с зацеплением с перекрещивающимися осями валов, обычно угол перекрещивания равен 90⁰.

Движение червячной передачи осуществляется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости.

Основные элементы:

1. Червяка – ведущее звено

2. Червячное колесо – ведомое звено

Червяк подобен винту, червячное колесо- гайка, разрезанная и вывернутая наружу. Передача движения наоборот, как правило, невозможна из-за самоторможения резьбы.

Преимущества:

1. Возможность получение значительных передаточных чисел.

Минимальное -8, рекомендуемое -80. Если больше 80, то резко падает КПД.

2. Плавность и бесшумность работы

3. Возможность самоторможения (Учитывая и)(от червячного колеса к червяку передать движение нельзя)

Недостатки:

1. Низкий КПД до 0.8- передачи большой мощности не делает

2. Повышенный износ зубьев и склонность к заеданию

3. Применение дорогостоящих материалов антифрикционных для червячных колес, чтобы уменьшить потери на трение (бронза).

4. Сложнее и дороже цилиндрических и конических передач.

5. Передача сильно нагревается

Червячное колесо жестко закреплено на валу. d₁ и d₂ – диаметрs делительной окружности червяка и червячного колеса (совпадают в полюсе зацепления). a_w- межосевое расстояние.

Основным отличием червячной передачи от цилиндрической передач является то, что окружные скорости червяка и колеса не совпадают по величине и направлению. При движении витки червяка скользят по зубьям колеса как в винтовой паре.

,

Или будет равно

V₁,V₂ – окружные скорости червяка и колеса.

V_s-скорость скольжения направлена вдоль линии контакта по касательной к винтовой линий червяка. - угол подъема винтовой линии червяка, практически, то в червячной передачи V₂ всегда значительно меньше V₁, а. Наличие V_s основной недостаток червячной передачи. Большое скольжение в червячной передачи служит причиной пониженного КПД, повышенного износа и склонности к заеданию (основной недостаток червячной передачи). Все недостатки червячной передачи связанны с V_s.

Червяк-винт с резьбой.

Если выполнить осевое сечение червяка, то профиль в этом сечении – резьбы червяка трапецеидальный профиль

Р- шаг(расстояние между одноименными профилями по делительному диаметру червяка. Червяк характеризуется шагом Р).

Диаметр делительной (средней) окружности.

Кроме этого червяк характеризуется модулем m в осевом сечении червяка.

(выбирается из стандартного ряда)

Резьба червяка может быть выполнена с различным числом заходов.

Применяют в машиностроении однозаходные, двухзаходные и четырехзаходные. Восьмизаходные – нестандартные и применяются в приборах.

Z₁ – число заходов червяка. С увеличением числа заходов червяка увеличивается ход червяка С увеличением Z₁ увеличивается КПД, но уменьшается передаточное отношение, но с увеличением угла наклона профиля увеличивается КПД - профильный угол в осевом сечении.

По форме поверхности червяки бывают:

· Цилиндрические

· Глобоидные (двоякой кривизны)охватывают червячное колесо по большой дуге имеют большую нагрузочную способность(в четыре раза больше чем цилиндрические), но значительно сложнее в изготовлении.

Червяки различают по форме профиля резьбы:

· Архимедов червяк-в осевом сечении – трапецеидальный профиль, в торцевом сечении – очерчен спиралью Архимеда.

Для архимедовых червяков профильный угол 20⁰, m по стандарту.

,

где q – коэффициент диаметра червяка (выбирают по стандарту, влияет на жесткость червяка). Но как правило не меньше 0,25z₂

m – модуль в осевом сечении.

· Эвольвентный червяк. В торцевом сечении профиль зуба очерчен по эвольвенте, следовательно, подобны косозубым, эвольвентным колесам.

· Конволютный червяк.

Дата добавления: 2014-01-20