3.2. Основные параметры червяка
1. Шаг червяка
р = πm,
где m = р/π – модуль, который выбирают по стандарту.
Расчетным шагом называется расстояние между одноименными точками соответствующих боковых сторон двух смежных витков червяка, измеренное параллельной оси.
2. Делительный угол подъема γ линии витка на цилиндре d1:
где z1 – количество витков червяка.
3. Делительный диаметр червяка
где
- коэффициент
диаметра червяка,
равный числу модулей в делительном
диаметре червяка
.
Ориентировочно q принимают по рекомендации: q ≥ 0,25 z2 с округлением до стандартного значения.
4. Высота головки и ножки витка червяка
ha1 = m, hf1 = 1,2m.
5. Диаметр вершин и впадин витков червяка
da1 = d1 + 2ha1 = d1 + 2m;
df1 = d1 – 2hf1 = d1 – 2,4m.
6. Длина нарезанной части червяка
b1 = (C1 + C2z2) m,
где С1 и С2 – вспомогательные коэффициенты: C1 = 11 и С2 = 0,06 при z1 = 1 и 2; С1 = 12,5 и С2 = 0,09 при z1 = 4; z1 – количество витков червяка.
Для шлифуемых и фрезерующих червяков во избежание искажения рабочей части боковых поверхностей витков при входе и выходе шлифовального круга (фрезы) b1 увеличивают приблизительно на 3m.
3.3. Основные параметры червячного колеса
1. Делительный диаметр
d2 = mz2,
где z2 – число зубьев червячного колеса.
Минимальное число зубьев колеса z2min определяют из условия отсутствия подрезания и обеспечения достаточной поверхности зацепления. Для силовых передач z2min = 28.
Максимальное число зубьев z2max ≤ 80. При увеличении z2 возрастает диаметр колеса и расстояние между опорами червяка, что приводит к увеличению его деформирования. При z2 > 80 возникает опасность излома зубьев ввиду уменьшения модуля.
2. Высота головки и ножки зуба колеса
ha2 = m, hf2 = 1,2m.
3. Диаметр делительной окружности колеса
d2 = mz2.
4. Диаметр вершин и впадин зубьев колеса
da2 = d2 + 2ha2 = d2 + 2m;
df2 = d2 – 2hf2 = d2 – 2,4m.
5. Наибольший диаметр колеса
.
6. Ширина венца колеса
b2 ≤ 0,75 dа1 при z1 = 1 и 2;
b2 ≤ 0,67 dа1 при z1 = 4.
7. Угол обхвата червяка колесом
.
8. Межосевое расстояние
.
Значения аω регламентированы ГОСТ 2144-76. Для нестандартных передач не обязательно придерживаться указанных значений аω. В этом случае желательно применять значения, оканчивающиеся на 0 или 5.
9. Передаточное число определяют из условия, что за один оборот червяка колесо повернется на число зубьев, равное числу витков червяка:
.
3.4. Кпд червячной передачи
Для червячных передач КПД
,
где γ – делительный угол подъема линии витка; φ' – приведенный угол трения, зависящий от скорости скольжения, материала червячной пары, качества смазки, твердости и шероховатости рабочих поверхностей червяка.
КПД червячной передачи в зависимости от числа заходов червяка:
z1 = 1; η = 0,7…0,75;
z1 = 2; η = 0,75…0,82;
z1 = 3; η = 0,82…0,87;
z1 = 4; η = 0,87…0,92.
3.5. Силы в зацеплении
Силу взаимодействия витка червяка с зубом колеса раскладывают на три составляющие: Ft, Fr, Fа.
Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе:
.
Осевая сила на червяке равна окружной силе на колесе:
.
Радиальные силы равны друг другу:
где α = 20º - угол зацепления.