II. Червячные передачи

Червячная передача относится к передачам зацепления с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90°. Возможны и другие углы, отличные от 90°, однако такие передачи применяют редко.

Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости.

Червяки. Различают по следующим признакам: форме поверхности, на которой образуется резьба,— цилиндрические и глобоидные, форме профиля резьбы—с прямолинейным и криволинейным профилем в осевом сечении. Наиболее распространены цилиндрические червяки. У червяков с прямолинейным профилем в осевом сечении в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью, отсюда название— архимедов червяк. Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапецеидальной резьбой. Его можно нарезать на обычных токарных или резьбофрезерных станках. Поэтому первые червячные передачи выполняли с архимедовыми червяками, которые широко применяют и в настоящее время.

Эвольвентные червяки имеют эвольвентный профиль в торцовом сечении и, следовательно, подобны косозубым эвольвентным колесам, у которых число зубьев равно числу заходов червяка. Основное преимущество эвольвентных червяков—возможность шлифования витков плоской стороной круга. Однако для этого требуются специальные червячно-шлифовальные станки.

На основе вышеизложенного можно отменить следующие основные преимущества червячной передачи: возможность получения больших передаточных отношений в одной паре; плавность и бесшумность работы; повышенная кинематическая точность; возможность самоторможения (при низком к. п. д.).

Недостатки этой передачи: сравнительно низкий к. п. д.; повышенный износ и склонность к заеданию; необходимость применения для колес дорогих антифрикционных материалов (бронза); повышенные требования к точности сборки (точное совпадение главных плоскостей колеса и червяка).

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 и высокая кинематическая точность, например делительные устройства, механизмы наведения и т. п. Червячные передачи применяют в подъемно-транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др.

Пониженный к. п. д. и склонность червячных передач к заеданию ограничивают их применение областью низких и средних мощностей при периодической кратковременной работе. Мощность червячных передач обычно не превышает 50...60 кВт. При больших мощностях и длительной работе потери в червячной передаче столь существенны, что ее применение становится невыгодным.

Передаточное отношение: (число зубьев)

Червячные передачи находят широкое применение, например, в металлорежущих станках, подъемно-транспортном оборудовании, в транспортных машинах, а также в приборостроении.

III . Волновые механические передачи

Волновая передача основана на принципе преобразования параметров движения за счет волнового деформирования гибкого звена механизма. Обладая рядом положительных качеств, волновая передача получила широкое распространение. За последние годы запатентовано много различных конструктивных модификаций волновой передачи. Основное распространение получили зубчатые передачи.

Передача состоит из трех основных элементов: гибкого колеса g , жесткого колеса b; волнового генератора h.

Можно отметить следующие основные качества волновых передач.

1. Большое передаточное отношение. В одной ступени можно получить i до 300, а в специальных передачах—до нескольких десятков тысяч.

2. Большое число зубьев в одновременном зацеплении. Например, при i=100 одновременно зацепляются до 60...80 пар зубьев вместо 1...2 пары в обычных передачах. Как следствие этого, высокая нагрузочная способность при малых габаритах и массе. В некоторых конструкциях масса составляет половину, а объем—1/3 от обычной планетарной передачи.

3. Уменьшение кинематической погрешности вследствие двухзонности и многопарности зацепления. Известны передачи с кинематической погрешностью, не превышающей 0,5...1,0 мин.

4. При одинаковых передаточных отношениях к. п. д. волновых передач близок к к. п. д. планетарных и многоступенчатых простых передач (например, до 0,9 при /=100).

5. Малые нагрузки на валы и опоры вследствие симметричности конструкции.

6. Возможность передачи движения в герметизированное пространство (через герметичную стенку).

7. Малая инерционность при специальном исполнении.

8. Меньше шум.

9. Подобно планетарной передаче она может быть использована не только как редуктор или мультипликатор, но и как дифференциальный механизм.

10. Конструкции волновых передач не вызывают особых технологических трудностей при их изготовлении.

11. Число деталей меньше в несколько раз, а стоимость — примерно в два раза. Срок службы стандартных передач общего назначения 10 000 ч.

К недостаткам современных конструкций волновых передач можно отнести: сравнительно высокое значение нижнего предела передаточного отношения ; сравнительную сложность изготовления гибкого колеса и генератора волн (требуется специальная оснастка). Это затрудняет индивидуальное производство и ремонтные работы.

Применять волновые передачи целесообразно в механизмах с большим передаточным отношением, а также в устройствах со специальными требованиями к герметичности, кинематической точности, инерционности и пр.

КПД: при