69. Эквивалентная передача цилиндрическими колесами

Главными элементами, определяющими работоспособность зубчатых и червячных передач, являются зубья колёс. Основными критериями которых являются контактная и изгибная прочность зубьев, а также износостойкость.

При максимальном напряжении, при работе открытых передач у ножек зуба возникают усталостные трещины. Это усугубляется изнашиванием зубьев, что приводит к уменьшению сопротивления сечения зуба у основания. Максимальные изгибные напряжения не должны превышать допускаемых.

Контактные выкрашивания рабочих поверхностей зубьев, является основным видом разрушения для закрытых зубчатых и любых червячных передач.

На рисунке 55а показаны начальные конусы колёс и дополнительный конус БО₂Г, построенный на среднем диаметре d_{д2 ср}.

Окружности радиусов r₁ и r₂, полученные при развёртке дополнительных конусов, называют начальными окружностями эквивалентных цилиндрических колёс, которые служат для построения профилей зубьев.

Из треугольника БО₂Р видно, что

и соответственно

Получаем передаточное отношение эквивалентных колёс:

Числа зубьев эквивалентных колёс равны:

Рис. 55. Конусы колёс, построенные на среднем диаметре

70. Червячные передачи.

Червячная передача состоит из червяка (винта) и червячного колеса (гайки). Рассмотрим процесс передачи движения от червяка к колесу.

Винт 1 и гайку 2 с трапецеидальной резьбой установим в опорах так, чтобы винт мог вращаться вокруг своей оси, но не мог перемещаться вдоль неё. Очевидно, что при вращении винта гайка будет перемещаться вдоль него. Далее поступим так: возьмём длинную гайку, разрежем её в продольном направлении и оставим только сектор, заштрихованный на чертеже. Этот сектор будет совершать те же перемещения, что и целая гайка.

Теперь выберем центр О, выгнем по кругу центр гайки резьбой наружу относительно этого центра и соединим концы сектора. Мы получим червячное колесо.

При вращении червяка колесо будет вращаться вокруг своей оси, перпендикулярной к оси червяка и не лежащей с ним в одной плоскости.

При повороте однозаходного червяка (рис. 56а) на один оборот зуб червячного колеса переместится по начальной окружности на один шаг l. На рис. 56 видно, что независимо от числа заходов червяка между двумя витками червяка может поместиться только один зуб червячного колеса. Таким образом, шаг червяка должен быть равен шагу колеса. За время одного оборота двух заходного (рис. 56б) или трёх заходного червяка (рис. 56в) зуб колеса соответственно сместится на 2l или на 3l.

Червячные передачи применяются в машиностроении в тех случаях, когда оси ведущего и ведомого валов перекрещиваются, т.е. лежат не в одной, а в двух плоскостях. Оси могут находиться друг к другу под углом 90 градусов, но обычно под углом 90.

Червячные передачи представляют собой разновидность кинематической пары «винт-гайка», но имеют свои особенности. Поэтому для определения их достоинств и недостатков и кинематических соотношений вначале рассмотрим элементы передачи как элементы винта и гайки.

Показанные на рис. 56 червяки имеют резьбу трапецеидально профиля в осевой плоскости сечения. Если такой червяк рассечь плоскостью, перпендикулярной к оси червяка, то сечение витка будет очерчено по архимедовой спирали (рис. 56г). Такие червяки называются архимедовыми.

В настоящее время получают распространение так называемые эвольвентные червяки. Если такой червяк рассечь плоскостью, перпендикулярной к оси червяка, то сечение нитки будет очерчено по эвольвенте (рис. 56г).

Существенным преимуществом эвольвентных червяков является то, что их можно шлифовать плоской стороной шлифовального круга. Вследствие более тщательной обработки резьбы червяка КПД червячных передач с эвольвентными червяками несколько выше, чем передачи с архимедовыми червяками.

.

Рис.56 Червячные передачи