Глава 5. Черв’ячні передачі

5.1. Загальні відомості

Черв'ячна передача належить до зубчасто-ґвинтових передач. Основними елементами черв’ячної передачі є черв'як і черв'ячне колесо. Черв'як являє собою ґвинт з одним чи декількома заходами, а зубчасте колесо можливо уявити як вирізаний з мутри сектор, зігнутий по колу таким чином, що витки утворюють зубці.

Черв'ячна передача передає обертовий момент між перехресними валами, кут між якими, як правило, становить 90⁰. Можливий кут, відмінний від 90⁰, але такі передачі зустрічаються рідко.

Черв'ячні передачі, як і зубчасті, можуть виконуватись зі зміщенням і без зміщення. Для передач без зміщення початкові діаметри черв’яка і колеса d_w1 і d_w2 співпадають з ділильними діаметрами d₁ та d₂.

Конструкції елементів черв’ячних передач. На рис. 5.1 зображений загальний вигляд черв’яка. За формою профілю різі черв’яка є з прямолінійним і криволінійним профілем в осьовому перерізі.

Найпоширеніші черв’яки з прямолінійним профілем, які нагадують ґвинт з трапецеподібною різзю, називають архімедовими, оскільки в торцевому перерізі витки окреслені спіраллю Архімеда. Конволютними називають черв’яки, які мають прямолінійний профіль у нормальному до ґвинта перерізі. Евольвентні черв'яки мають евольвентний профіль витка в торцевому перерізі. Форма профілю витка мало впливає на роботоздатність передачі, тому вибір типу черв'яка пов'язаний з технологією його виготовлення.

Рис. 5.1. Черв’як з прямолінійним (а) та криволінійним (б)

профілями в осьовому перерізі

Для передач з архімедовим і конволютним черв'яками введені такі геометричні параметри:

=20⁰ – кут профілю у вісевому перерізі;

Р_х – вісевий крок витка;

m= Р_х/ – вісевий модуль;

q=d₁/m – коефіцієнт діаметра черв'яка, який дорівнює числу модулів в діаметрі ділильного обводу черв'яка;

h =1 – коефіцієнт висоти головки витка;

C*=0,2 коефіцієнт радіального проміжку;

γ – кут підняття ґвинтової лінії черв’яка:

tgγ= = = . (5.1)

Формули для визначення діаметра черв'яка:

d₁=qm;

d_α1=d₁+2m; (5.2)

d_f1=d₁+2,4m.

На рис. 5.2 зображено черв'ячне колесо в зачепленні з черв'яком. Параметри колеса визначаються за такими залежностями:

d₂=mz₂;

d_α2=d₂+2m;

(5.3)

d_f2 =d₂-2,4m;

α_w=0,5m(q+z₂)

де m – для колеса має таке ж значення, як і для черв'яка. За умови непідрізання зубців z₂≥28.

Стандарт для циліндричних черв'ячних передач редукторів, в тому числі і комбінованих /черв'ячно-циліндричних та ін./, які виконуються у вигляді самостійних аґреґатів, встановлює:

– міжвісеву відстань α_w;

– номінальне значення передатних відношень u_nom;

– поєднання модулів m₁, коефіцієнтів діаметра черв'яка і кількості

витків черв'яка z₁.

Стандарт не поширюється на передачі для редукторів спеціального призначення і спеціальної конструкції.

Рис. 5.2. Черв’ячне колесо в зачепленні з черв’яком

Згідно із стандартом міжвісева відстань повинна відповідати значенням:

1-й ряд: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500мм

2-й ряд: 140; 180; 225; 280; 355; 450 мм.

Значенням першого ряду потрібно надавати перевагу над значеннями другого ряду. Номінальні передатні відношення u_nom повинні відповідати значенням:

1-й ряд: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; З1,5; 40; 50; 63; 80;

2-й ряд: 9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71.

Фактичні значення передатних відношень не можуть відрізнятися від номінальних більш, ніж на 4 %.