Червячное колесо

Червяк

2.

1.

ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА

1. Общие сведения и классификация

2. Основные параметры и передаточное число

3. Особенности рабочего процесса и КПД червячной передачи

4. Силы в зацеплении

5. Материалы червячной пары. Виды разрушения зубьев червячных колес

6. Расчет на контактную прочность зубьев червячного колеса

7. Тепловой расчет червячных передач

«Общие сведения и классификация»

Червячная передача предназначена для сообщения вращательного движения валам, оси которых скрещиваются под углом 90º. Движение осуществляется по принципу винтовой пары: винтом является червяк, а червячное колесо представляет собой узкую часть длинной гайки, изогнутой по окружности резьбой наружу. Зубья колеса имеют вогнутую форму, что увеличивает длину контактных линий, а следовательно, улучшает качество работы передачи.

Достоинства: возможность получения больших передаточных чисел при малых габаритах; плавность зацепления и бесшумность работы; возможность получения самоторможения*.

*Самоторможение передачи – это передачи, которые передают движение только в одном направлении, например от червяка к колесу. Зубчатые передачи не являются самотормозящими.

Недостатки: сравнительно низкий к.п.д.; повышенный износ и нагрев; склонность к заеданию; необходимость применения для колес дорогих антифрикционных материалов.

Классификация

По расположению червяка относительно колеса различают передачи с нижним (при ν ≤ 5 м/с), верхним (при ν > 5 м/с) и боковым червяком.

По форме поверхности, на которой нарезают витки, червяки делятся на цилиндрические и глобоидные. Глобоидные передачи более надежны и долговечны, имеют в 1,5…2 раза большую нагрузочную способность, но требуют повышенной точности изготовления и монтажа. Применяют реже цилиндрических.

По форме профиля витка цилиндрического червяка передачи бывают с архимедовыми, эвольвентными и конволютными червяками.

Нарезание червяков производят на токарновинтовых или резьбофрезерных станках. Нарезание выполняют левым или правым направлением витка.

Червячные колеса нарезают червячными фрезами. Точность изготовления регламентировано ГОСТом по 12 степеням точности.

Точность выбирают в зависимости от скорости скольжения. Для силовых передач наибольшее применение находят 7-я (при ν ≤ 10 м/с) и 8-я (при ν ≤ 5 м/с) степени точности.

«Основные параметры и передаточное число»

Геометрические размеры характеризуются шагом червяка р = πm, где m = р/π – модуль, который выбирают по стандарту.

Расчетным шагом называется расстояние между одноименными точками соответствующих боковых сторон двух смежных витков червяка, измеренный параллельной оси.

Делительный угол подъема γ линии витка на цилиндре d₁:

.

Делительный диаметр червяка ,

где - коэффициент диаметра червяка, равный числу модулей в делительном диаметре червяка . Значит q стандартизованы и связаны с модулем m. Выбирают по ГОСТу 2144-76.

Чтобы исключить тонкие червяки, стандарт предусматривает увеличение q с уменьшением m. Ориентировочно q принимают по рекомендации: q ≥ 0,25 z₂ с округлением до стандартного значения. Снижение q приводит к уменьшению изгибаемой жесткости червяка.

Высота головки и ножки витка червяка h_a1 = m, h_f1 = 1,2m.

Диаметр вершин и впадин витков червяка

d_a1 = d₁ + 2h_a1 = d₁ + 2m;

d_f1 = d₁ – 2h_f1 = d₁ – 2,4m.

Длина нарезания части червяка

b₁ = (C₁ + C₂z₂) m,

где С₁ и С₂ – вспомогательные коэффициенты: C₁ = 11 и С₂ = 0,06 при z₁ = 1 и 2; С₁ = 12,5 и С₂ = 0,09 при z₁ = 4,

z₁ – количество витков.

Для шлифуемых и фрезерующих червяков во избежание искажения рабочей части боковых поверхностей витков при входе и выходе шлифовального круга (фрезы) b₁ увеличивают приблизительно на 3m.

Делительный и совпадающий с ним начальный диаметр находится по следующей формуле: d₂ = mz₂, где z₂ – число зубьев червячного колеса.

Минимальное число зубьев колеса z_2min определяют из условия отсутствия подрезания и обеспечения достаточной поверхности зацепления. Для силовых передач z_2min = 28.

Максимальное число зубьев z_2max ≤ 80. При увеличении z₂ возрастает диаметр колеса и расстояние между опорами червяка, что приводит к увеличению его деформирования. При z₂ > 80 возникает опасность излома зубьев ввиду уменьшения модуля.

Высота головки и ножки зуба колеса h_a2 = m, h_f2 = 1,2m.

Диаметр вершин и впадин зубьев колеса

d_a2 = d₂ + 2h_a2 = d₂ + 2m;

d_f2 = d₂ – 2h_f2 = d₂ – 2,4m.

Наибольший диаметр колеса

d_ам2 ≤ d_а2 + 6 m/(z₁ + 2).

Ширина венца колеса

b₂ ≤ 0,75 d_а1 при z₁ = 1 и 2

b₂ ≤ 0,67 d_а1 при z₁ = 4

Угол обхвата червяка колесом

Межосевое расстояние

Значения а_ω [омега] регламентированы ГОСТ 2144-76. Для нестандартных передач не обязательно придерживаться указанных значений а_ω. В этом случае желательно применять значения, оканчивающиеся на 0 или 5.

Передаточное число определяют из условия, что за один оборот червяка колесо повернется на число зубьев, равное числу витков червяка:

Дата добавления: 2015-06-04