Достоинства, недостатки и применение червячных передач

Червячные передачи

Червячная передача (рис. 5.1) относится к передачам зацепления с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90°. Возможны и другие углы, отличные от 90°, однако такие передачи применяют редко.

Рис.5.1

Рис.5.2

Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости.

Достоинства: 1. Плавность и бесшумность работы. 2. Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции. 3. Возможность большого редуцирования, т. е. по лучения больших передаточных чисел (в отдельных случаях в несиловых передачах до 1000).

4. Возможность получения самотормозящей передачи, т. е. допускающей передачу движения только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего обратному вращению колеса.

Недостатки: 1. Сравнительно низкий К. П. Д. вследствие скольжения витков червяка по зубьям колеса. 2. Значительное выделение теплоты в зоне зацепления червяка с колесом.

3. Необходимость применения для венцов червячных колес дефицитных антифрикционных материалов. 4. Повышенный износ и склонность к заеданию.

Применение. Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях, обычно не превышающих 100 кВт. Применение передач при больших мощностях неэкономично из-за сравнительно низкого К. П. Д.и требует специальных мер для охлаждения передачи во избежание сильного нагрева.

Червячные передачи широко применяют в станках, прокатном оборудовании, подъемно-транспортных машинах, троллейбусах и т. д.

При проектировании передач, состоящих из зубчатых и червячных пар, червячную пару рекомендуется применять в качестве быстроходной ступени, так как при увеличении окружной скорости червяка создаются более благоприятные условия для образования устойчивого масляного клина в червячном зацеплении и, следовательно, уменьшаются потери на трение.

Червячные передачи во избежание их перегрева предпочтительно использовать в приводах периодического (а не непрерывного) действия.

Классификация червячных передач

В зависимости от формы внешней поверхности червяка (рис. 5.2) передачи бывают с цилиндрическим (а) или с глобоидны м (б) червяком.

Глобоидная передача имеет повышенный К. П. Д., более надежна и долговечна, но из-за сложности изготовления имеет ограниченное применение.

В зависимости от направления линии витка червяка червячные передачи бывают с правым и левым направлением линии витка.

Рис. 5.2. Схемы червячных передач

В зависимости от числа витков (заходов резьбы) червяка передачи бывают с одновитковым или с многовитковым червяком.

В зависимости от расположения червяка относительно колеса (рис. 5.3) передачи бывают с нижним (а), боковым (б) и верхним (в) червяками. Чаще всего расположение червяка диктуется условиями компоновки изделия. Нижний червяк обычно применяется при окружной скорости червяка 4 м/с.

В зависимости от формы винтовой поверхности резьбы цилиндрического червяка передачи бывают с архимедовым, конволютным и эвольвентным червяками.

Рис. 5.3. Схемы расположения червяка относительно колеса

Каждый из них требует особого способа нарезания.

Если резец, имеющий в сечении форму трапеции (рис. 5.4), установить на станке так, чтобы верхняя плоскость резца А—А проходила через ось червяка, то при нарезании получится винтовая поверхность, которая в сечении, перпендикулярном оси червяка, даст кривую —архимедову спираль. Червяк с такой винтовой поверхностью называют архимедовым. Архимедов червяк в осевом сечении имеет прямолинейный профиль равнобедренной трапеции, аналогичный инструментальной рейке. Угол между боковыми сторонами профиля витка у стандартных червяков 2а = 40°.

Рис. 5.4 Схема установки инструмента при нарезании Архимедова червяка

Если тот же резец повернуть на угол подъема винтовой линии червяка Y (рис. 5.5) так, чтобы верхняя плоскость резца А—А была перпендикулярна винтовой линии, то при нарезании получится винтовая поверхность, которая в сечении, перпендикулярном оси червяка,

даст кривую – конволюту (укороченную эвольвенту окружности), а червяк соответственно будет называться конволютным.

Рис. 5.6. Схема установки инструмента при нарезании эвольвентного червяка

Если резец установить так, чтобы верхняя плоскость резца Б-Б или В-В, смещённая на некоторую величину e (рис.5.6) была параллельна оси червяка, то при нарезании получится винтовая поверхность, которая в сечении, перпендикулярном оси червяка, даст кривую – эвольвенту окружности, а червяк будет называться эвольвентным. Эвольвентный червяк представляет собой цилиндрическое косозубое колесо с эвольвентным профилем и с числом зубьев, равным числу витков (заходов) червяка.

Практика показала, что при одинаковом качестве изготовления форма профиля нарезки червяка мало влияет на работоспособность передачи.

Выбор профиля нарезки червяка зависит от способа изготовления и связан также с формой инструмента для нарезания червячного колеса. До настоящего времени на практике наибольшее распространение получили архимедовы червяки, которые и рассматриваются ниже.

Дата добавления: 2014-01-20