2.2 Червячные передачи Общие сведения
Червяная передача относится к передачам зацеплением с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90°.
Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары или по принципу наклонной плоскости.
В червячной передаче, так же как и в зубчатой, различают диаметры начальных и делительных цилиндров. Точка касания начальных цилиндров является полюсом зацепления. Параметром червяка соответствует индекс 1, параметром колеса 2.
Рисунок 1 - Червячная передача
а- цилиндрический б - глобоидный
Рисунок 2- Червяки
Червяки
Различают по следующим признакам:
Форме поверхности, на которой образуется резьба, - цилиндрические и глобоидные (рисунок 2);
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 очернены архимедовой спиралью, отсюда название – архимедов червяк. Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапециидальной резьбой.
Архимедовы червяки изготовляют в основном нешлифованными витками при ≤350НВ. Для высокотвердых шлифуемых витков применяют эвольвентные червяки.
Эвольвентные червяки имеют эвольвентный профиль в торцевом сечении и подобны косозубым эвольвентным колесам, у которых число зубьев равно числу заходов червяка.
Способ изготовления является решающим при выборе профиля нарезки червяка, так как при одинаковом качестве изготовления форма профиля мало влияет на работоспособность передачи. Выбор профиля нарезки червяка связан так же с формой инструмента для нарезания червячного колеса.
Основные геометрические параметры червяков стандартизованы.
α = 20° - профильный угол ( в осевом
нормальном сечении зуба рейки, сопряженной
с нарезкой эвольвентного червяка); m
= Р/π – осевой модуль. Резьба червяка
может быть однозаходной или многозаходной.
Число заходов червяка z
может быть равно 1, 2 или 4. Рекомендуют
z
= 4 при передаточном отношении u
= 8…15; z
= 2 при u = 15…30; z
= 1 при u ≥ 30.
Делительный диаметр червяка связан с модулем коэффициентом диаметра червяка
q = d /m. Значения m и q стандартизованы. Для каждого стандартного значения модуля предусмотрены червячные фрезы при различных значениях q и z .
Чтобы исключить слишком тонкие червяки,
стандарт предусматривает увеличение
q с уменьшением m.
Рекомендуют q ≥
0,25z
.
Угол подъема винтовой линии γ
Диаметры
,
,
.
Длину нарезанной части червяка
определяют по условию использования
одновременного зацепления наибольшего
числа зубьев колеса.
Рисунок 3 - Геометрические параметры червяка
Червячные колеса
Червячные колеса нарезают червячными фрезами, которые являются копией червяка.
При нарезании без смещения
,
,
.
По условию неподрезания зубьев,
.
В целях округления дробных значений
межосевых расстояний до размеров из
ряда
возможно выполнение смещения инструмента
при нарезании червячного колеса.
Рисунок 4 - Геометрические параметры червячного колеса
Точность изготовления
Стандартом на червячные передачи установлено 12 степеней точности. Степени точности 3,4,5 и 6ирекомендуют для передач, от которых требуется высокая кинематическая точность; степени 5,6,7,8 и 9 – для силовых передач. Основы стандарта на точность червячных передач такие же, как и для зубчатых.
Особое внимание уделяют нормам точности монтажа передачи. Здесь устанавливают более строгие допуски на межосевое расстояние и положение средней плоскости колеса относительно червяка.
Оценка качества и применение
Достоинства:
1. Возможность получения большого передаточного числа(u≤80)
2. Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции.
3. Плавность и бесшумность работы.
4. Возможность работы получения самотормозящей передачи.
5. Возможность получения точных и малых перемещений.
Недостатки:
1. Низкий КПД из-за высокого скольжения.
2. Необходимость применения для венцов червячных колес дефицитных антификционных материалов.
3. Повышенная изнашиваемость и склонность к заеданию.
4. необходимость регулировки зацепления.
Червячные передачи применяют при небольших средних мощностях. Предпочтительно использовать в приводах периодического действия.