Червячная передача
Червячная передача представляет собой зубчато–винтовую передачу и состоит из червячного колеса (косозубого колеса с зубьями специальной формы) и червяка (винта с трапецеидальной резьбой) (рис. 2.11). Она применяется для передачи вращения между валами, геометрические оси которых скрещиваются. Угол перекрещивания обычно равен 90о. Возможны и другие углы, но такие передачи применяются редко.
Рис. 2.11. Червячная передача
Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости.
Для обеспечения зацепления шаг червяка должен быть равен окружному шагу червячного колеса. Червяк, как и обычный винт, может быть одно– и многозаходным. Если повернуть однозаходный червяк на один оборот, то связанное с ним червячное колесо повернется на угол, соответствующий одному шагу; при двухзаходном червяке поворот будет равен углу, соответствующему двум шагам, и т.д. Чтобы, например, однозаходный червяк повернул колесо на один полный оборот, он должен сам совершить столько оборотов, сколько на колесе зубьев. Тогда передаточное число червячной передачи
,
где zк – число зубьев колеса; zч – число заходов резьбы на червяке.
Достоинства червячных передач:
возможность получения большого передаточного отношения;
плавность и бесшумность работы, возможность точных делительных перемещений.
Недостатки большинства червячных передач:
низкий КПД;
необходимость применения для колеса дорогостоящих антифрикционных материалов.
Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют при необходимости передачи движения между перекрещивающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения. Червячные передачи применяют в подъемно–транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др.
Механизмы, преобразующие движение
Механическая энергия многих машин-двигателей обычно представляет собой энергию вращающегося вала. Однако не во всех машинах-орудиях, например, станках, рабочие органы также совершают вращательное движение. В подобных случаях применяют механизмы, преобразующие движение. К ним относятся зубчато-реечный, винтовой, кривошипно-шатунный, кулисный, кулачковый механизмы.
Зубчато-реечный механизм
Зубчато-реечный механизм состоит из зубчатого цилиндрического колеса и зубчатой рейки (рис. 2.12) – планки с нарезанными на ней зубьями. Этот механизм можно использовать для разных целей, например, вращая зубчатое колесо на неподвижной оси, перемещать поступательно рейку (в домкрате, в механизме подачи сверлильного станка) или, обкатывая колесо по неподвижной рейке, перемещать ось колеса относительно рейки.
Рис. 2.12. Зубчато-реечный механизм
Основные кинематические закономерности в зубчато-реечном механизме легко обнаружить, если соотнести скорость поступательного движения рейки (или оси колеса во втором случае) с окружной скоростью колеса. Так как отсутствует проскальзывание, то ясно, что эти скорости равны.