4 Червячная передача

4.1 Обоснование конструкции

Червячная пара состоит из червяка 1 и червячного колеса 2 (рис. 4.1). Наиболее распространенными материалами для червяков являются стали 45, 40Х, 40ХН и др., подвергаемые закалке ТВЧ до твердости 45-55 HRC, с последующей шлифовкой и полированием рабочих поверхностей витков червяка. Для получения более высокой твердости рабочих поверх­ностей применяют стали, подвергаемые цементации или азотированию.

Рисунок 4.1 Червячная пара

В ответственных передачах, какими являются редукторы, для изго­товления венцов червячных колес используют оловянистые бронзы. Механические характеристики наиболее распространенных марок приведены в таблице.

В связи с изготовлением червячных колес инструментом, совпа­дающим по форме и размерам с червяком, сопряженный профиль зубьев колеса получается автоматически. Применяют червяки следующих типов: архимедовы, конволютные и эвольвентные.

Выбор профиля витков в основном определяется технологическими факторами.

Одним из параметров червяка является число модулей в диаметре делительной окружности (q), меньшие значения которых применяют для быстроходных передач во избежание больших окружных скоростей, боль­шие - в передачах с большими передаточными отношениями (из-за боль­шого расстояния между опорами), чтобы обеспечить достаточною жест­кость червяка обычно в редукторах рекомендуют выбирать делительный диаметр червяка d=0,4a, где а- межосевое расстояние.

Основными причинами выхода из строя червячных передач являет­ся выкрашивание рабочих поверхностей, износ, заедание и поломка зубьев червячного колеса.

При окружных скоростях червяка до 4...5 м/с его рекомендуют располагать под колесом.

В быстроходных передачах, во избежание излишних потерь на раз­брызгивание масла, червяк располагают над колесом.

Червячные передачи работают с большим тепловыделением. Отвод избыточного тепла достигается оребрением корпуса редуктора или искус­ственным охлаждением. При естественном охлаждении ребра следует рас­полагать вертикально.

Червячные колеса в целях экономии цветных металлов выполняют составными: венец из антифрикционных материалов, а центр - из стали или чугуна.

В индивидуальном и мелкосерийном производстве применяется бандажированная (рис. 4.2, а) и собираемая с помощью крепежных болтов конструкция червячного колеса (рис. 4.2, б).

В серийном и массовом производстве применяют биметаллическую конструкцию (рис. 4.2, в), бронзовый венец которой отлит в форму с пред­варительно вставленным в нее центром.

Рисунок 4.2. Типовые конструкции червячных колес

В червячных передачах в основном применяют подшипники качения.

С целью уменьшения трения трущихся пар в редукторе, отвода тепла и смывания продуктов износа с мест трения в червячных редукторах широко применяют картерную смазку жидкими маслами. При скорости скольжения в зацеплении V_s<15 м/с применяют смазывание погружением витков червяка, расположенного под червячным колесом.

Для предотвращения избыточного поступления масла в подшипники на валу червяка предусматривают защитные шайбы (рис 4.3)

Рисунок 4.3 Защитная шайба

Уровень смазки не должен превышать центра нижнего тела качения подшипника.

При верхнем расположении червяка смазывание зацепления обес­печивается погружением зубьев червячного колеса в смазку.

Ориентировочно объем масла в картере назначают пределах (0,5-0,7) х 10³ м³ на 1 кВт передаваемой мощности. Подшипники могут смазываться вследствие разбрызгивания масла, либо консистентной смаз­кой при условии защиты подшипников от вымывания этой смазки.

В быстроходных червячных редукторах применяют принудительную смазку (струйную).

При картерном смазывании заправка маслом и обеспечение сооб­щения внутренней полости редуктора с атмосферой производится через пробку-отдушину (рис. 4.4). В конструкции редуктора предусматривается маслоуказатель и отверстие для слива масла.

Рисунок 4.4 Защитная пробка-отдушина