Вопрос 13

Червячные передачи: особенности конструкции, достоинства и

недостатки, классификация, материалы колес

Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого колеса. Оси валов передачи перекрещиваются, угол перекрещивания обычно равен 90⁰ .

В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму, способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению длины контактной линии. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной (2, 4).

Достоинства:

- возможность получения большого передаточного отношения;

- плавность и бесшумность работы;

- возможность получения самоторможения (при смене входа).

Недостатки:

- сравнительно низкий к.п.д. ( при однозаходном червяке - 0,72; при двухзаходном - 0,8; при четырехзаходном - 0,9);

- необходимость применения для колеса дорогостоящих антфрикционных материалов;

- повышенный износ и нагрев.

Класификация

Червячные передачи классифицируются по различным признакам:

1) по форме червяка:

- с цилиндрическим червяком (рисунок 42а);

- с глобоидным червяком (рисунок 42б);

а) б)

2. по форме профиля витка червяка:

- с архимедовым червяком ( по ГОСТ 19036-81 обозначается -ZA ). В осевом сечении профиль зуба имеет форму трапеции, в торцовом сечении - форму архимедовой спирали (рисунок 43а);

- с конволютным червяком, имеющим прямолинейные очертания витка в нормальном сечении (рисунок 43б);

- эвольвентным червяком ( ZJ ), представляющим косозубое колесо с малым числом зубьев и с большим углом наклона (в торцовом сечении зуб имеет эвольвентный профиль (рисунок 43в).

В связи с высокими скоростями скольжения материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию.

Червяки изготовляют из углеродистых или легированных сталей. Наибольшей нагрузочной способностью обладают пары, у которых витки червяка термообработаны до высокой твердости с последующим шлифованием.

Червячные колеса изготовливают преимущественно из бронзы, реже из чугуна.

Оловянные бронзы типа ОФ10-1, ОНФ считаются лучшим материалом, однако они дороги и дефицитны. Применяют при больших скоростях V_s=5…25 м/с. Безоловянистые бронзы, например алюминиево-железистые типа Бр.АЖ9-4, обладают повышенными механическими характеристиками, но имеют пониженные противозадирные свойства. Их применяют при V_s<5m/c. Чугун применяют при V_s<2м/с, преимущественно в ручных приводах.

Геометрия червячного колеса и червяка

В червячных передачах стандартный угол профиля принят равным 20°: у архимедовых червяков в осевом сечении, у конволютных - в нормальном сечении, у эвольвентных - в нормальном сечении косозубой рейки, сцепляющейся с червяком. Расстояние между одноименными точками соответствующих боковых сторон двух смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют расчетным шагом и обозначают Р. Отношение P/π называют модулем. Модуль (m) - стандартный параметр: для червяка он является осевым, для червячного колеса -торцовым.

В целях сокращения номенклатуры зуборезного инструмента стандартизованы также и коэффициент диаметра червяка (q):

q=d/m; d=q∙m