36. Цилиндрические червячные передачи.

Различают два вида червячных передач: цилиндрические (с цилиндри­ческими червяками, см. рис. 1, а, в); глобоидные (с глобоидньши червя­ками, см. рис.1, б).

Червячную передачу, у червяка и колеса которой делительные и на­чальные поверхности цилиндрические, называют цилиндрической червячной пе­редачей.

В зависимости от формы профиля витка различают:

- архимедов червяк (ZA) (рис. 2, а) — цилиндрический червяк, торцовый профиль витка которого является архимедовой спиралью. Этот чер­вяк подобен винту с трапецеидальной резьбой;

- эвольвентный червяк (ZI) (рис. 2, 6); имеет эвольвентный профиль витка в его торцовом сечении (как у косозубого колеса);

а) б)

Рис. 2. Конструкции цилиндрических червяков: а — архимедов; б — эвольвентный

- конволютный червяк (ZN); торцовый профиль витка является удлиненной или укороченной эвольвентой. В конволютном червяке режущий инструмент (или наждачный круг) установлен вдоль оси спирали зуба; это удобно при массовом производстве червяков, так как позволяет производить одновременную шлифовку двух сторон профиля зубьев.

В машиностроении из цилиндрических червяков наиболее распростра­нены архимедовы червяки. Их можно нарезать на обычных токарных или резьбофрезерных станках. Однако шлифование его витков затруднено, что снижает точность изготовления и нагрузочную способность червячной передачи. Эвольвентные червяки можно шлифовать, что повышает точность изготовления, обеспечивает более полный контакт витков червяка с зубьями колеса, более высокую нагрузочную способность передачи. Но для изготовления эвольвентных червяков требуются специальные шлифовальные станки. Эвольвентные червяки применяются сравнительно редко. Конволютные червяки шлифуют плоским торцом шлифовального круга на обычных резьбошлифовальных станках. Глобоидные червяки появились сравнительно недавно и вследствие повышенной нагрузочной способности получают все большее распространение, но в изготовлении и монтаже значительно сложнее и сильно нагреваются. Поэтому по-прежнему преимущественное распространение имеют цилиндрические червяки с прямолинейным профилем в осевом сечении.

Рис. 3. Основные разновидности червяков и принцип образования профиля: а — архимедов; б — конвалютный;

в — эвольвентный

37. Силы в червячном зацеплении.

круговая сила на червячном колесе (осевая на червяке)

 (13.17)

круговая сила на червяке (осевая на колесе)

 (13.18)

радиальная сила   (13.19)

нормальная сила 

С учетом угла наклона   зубцов колеса нормальная сила может быть определена как

37. Тепловой расчет червячных передач.

Тепловой расчёт

Механическая энергия, затраченная на преодоление вредных сопротивлений, превращается в тепловую. Вследствие невысокого КПД червячные передачи работают с большим тепловыделением. Нагрев масла свыше 95 приводит к резкому снижению его вязкости и защитных свойств и к появлению опасности заедания передачи.

Для нормальной работы необходимо обеспечить следующее условие теплового баланса: количество теплоты Ф₁, выделяемое в единицу времени (мощность тепловыделения), не должно превышать количество теплоты Ф₂, отводимой через стенки редуктора окружающей среде:

 

Ф₁ = (1 – ) P₁;                                         (3.165)

 

Ф₂ = Ak_T(t_M –t₀),                                        (3.166)

 

где  А – площадь поверхности охлаждения корпуса редуктора, м²; t_М – допускаемая температура масла; t₀ = 20C – расчётная температура окружающей среды; k_T – коэффициент теплоотдачи стенок.

В закрытых помещениях при отсутствии вентиляции k_T = 8…10, а в помещениях с интенсивной вентиляцией k_T = 14…17 Вт/ (м²  С).

Если Ф₂  Ф₁, то естественного охлаждения недостаточно и необходимо искусственное охлаждение, которое осуществляют следующими способами:

     дополнительным оребрением и обдувом корпуса вентилятором. При этом k_T = 20…28 Вт/ (м²  С).

     устраивают в корпусе водяные полости или змеевики с проточной водой. При этом k_T повышается до 90…200 Вт/ (м² C) при скорости воды в трубе до 1 м/с.

     применяют циркуляционные системы смазки со специальными холодильниками.