Билет №1
1) Червячная передача – это зубчато-винтовая передача, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары. Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей обычно составляет 90°.
В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим (а) или с глобоидным (б) червяком. Глобоидная передача имеет повышенный КПД, более высокую несущую способность, но сложна в изго-товлении и очень чувствительна к осевому смещению червяка, вызванному изнашиванием подшипников.
Ниже рассматриваются передачи с цилиндрическими червяками.
В зависимости от направления линии витка червяка передачи бывают с правым и левым направлением линии витка.
В зависимости от числа витков (заходов резьбы) червяка передачи бывают с одновитковым или многовитковым червяком.
В зависимости от расположения червяка относительно колеса передачи бывают с нижним (а), боковым (б), верх-ним (в) червяками. Чаще всего расположение червяка диктуется условием компоновки изделия.
Материалы червячных передач
Червяки современных передач изготавливают из углеродистых или легированных сталей. Наибольшей нагрузоч-ной способностью обладают пары, у которых витки червяка подвергают термообработке до высокой твёрдости (за-калка, цементация) с последующим шлифованием.
Материалы для изготовления зубчатых венцов червячных колёс в зависимости от их антифрикционных свойств условно делят на три группы:
• Оловянные бронзы (Бр 010 Ф1) – применяются при больших скоростях скольжения (VS = 5-25 м/с). Эти брон-зы дороги и дефицитны.
• Без оловянные бронзы (БрА 9 ЖЗЛ) и латуни – применяются при скорости скольжения VS < 5 м/с. • Серый чугун (СЧ15, СЧ20) – применяются при скорости скольжения VS < 2 м/с.
Основные геометрические размеры архимедова червяка представлены на рис. В червячных передачах угол профиля α обычно 20°. Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют шагом червяка р. Осевой модуль передачи m=p/n
2) Предварительно оценивают средний диаметр вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях (изгибающий момент пока не известен, т.к. неизвестны расположения опор и места приложения нагрузок). Напряжение кручения:
«тау»=T/Wp=T/(0.2d3)=<[«тау»] или d=корень кубический из выражения T/(0.2[«тау»]). Обычно принимают:
[«тау»]=(20…30) Мпа для трансмиссионных валов
[«тау»]=(12…15) Мпа для редукторных и других аналогичных валов
Предварительно оценить диаметр проектируемого вала можно, также ориентируясь на диаемтр того вала, с которым он соединяется (валы передают одинаковым момент Т). Например, если вал соединяется с валом электродвигателя (или другой машины), то диаметр его входного конца можно принять равным или близким к диаметру выходного конца вала электродвигателя.
Билет №2
1) Достоинства и недостатки червячных передач
Достоинства червячных передач:
• Плавность и бесшумность работы.
• Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции.
• Возможность большого редуцирования, т.е. получения больших передаточных чисел (в отдельных случаях в несиловых передачах 1000).
• Возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей передачу движения только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего обратному вращению колеса.
• Высокая кинематическая точность.
Недостатки червячных передач:
• Сравнительно низкий КПД вследствие скольжения витков червяка по зубьям колеса.
• Значительное выделение теплоты в зоне зацепления червяка с колесом.
• Необходимость применения для венцов червячных колес дефицитных антифрикционных материалов.
• Повышенное изнашивание и склонность к заеданию.
Для передач с вогнутым червяком угол профиля в осевом сечении витка червяка, измеренный на делительном диаметре, равен 22° .
Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют шагом ρ червяка , Отношение ρ/π называют модулем m .
Червячные колеса нарезают фрезами, режущие кромки которых при вращении образуют поверхности, идентичные с поверхностью витков червяка. В целях сокращения номенклатуры зуборезного инструмента стандартизованы модули и коэффициенты диаметра червяка.
Число заходов червяка выбирают из установленных ГОСТ значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не выполняют с однозаходнымн червяками из-за низкого КПД.
Минимальное число зубьев червячных колес z2min составляет для кинематических передач 17, в силовых передачах z2min = 28. Наиболее желательно для силовых передач z2 = 30...90 .
Делительный диаметр колеса равен: d2=mz2