46

ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ.(2014)

1. Общие сведения.

Червячная передача (ЧП)– механизм для передачи вращения между перекрещивающимися валами посредством винта (червяка) и сопряженного с ним червячного колеса.

В дальнейшем параметры, характеризующие червяк, обозначены индексом (1), а червячное колесо – индексом (2).

Червячные передачи широко используются в машиностроении: в станках, автомобилях, подъемно-транспортных и других машинах.

Достоинства:

1. Возможность получения большого передаточного числа в одной ступени; (у одной пары u=8…100, а в некоторых случаях – до u =1000; одна такая передача может заменить до 3-х…4-х зубчатых передач);

2. Компактность.

3. Плавность и малошумность работы

4. Повышенная кинематическая точность.

Недостатки:

1. Низкий КПД (= 0,65…0,9) ;

2. Необходимость изготовления зубьев колеса из дорогих антифрикционных материалов;

3. Повышенные требования к точности сборки,

необходимость регулировки;

4. Напряженный тепловой режим, часто требующий применения охлаждающих устройств;

5. Меньшая долговечность.

Обычно применение червячных передач ограничивают мощностью до 50 кВт.

Преимущество червячной передачи по сравнению с винтовой зубчатой в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке.

2. ГЕОМЕТРИЯ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ.

2.1 Виды червячных передач и червяков.

Изобретателем червячных передач считают Архимеда.

Существуют два вида передач (по ГОСТ 18498-73 ):

1. Цилиндрическая, у которой делительные и начальные поверхности червяка и колеса – круговые цилиндры,

2. Глобоидная, у которой делительная поверхность червяка – часть вогнутой поверхности тора (глобоида), а делительная поверхность червячного колеса – круговой цилиндр.

Нагрузочная способность глобоидных передач выше за счёт увеличения числа зубьев колеса, находящихся в зацеплении с витками червяка, и более благоприятных условий для образования жидкостного трения в зацеплении, так как линии контакта на зубьях колеса почти перпендикулярны вектору скорости скольжения. Профиль витков червяка можно варьировать, так как червячные колеса изготовляют инструментом, являющимся аналогом червяка.

В зависимости от геометрии рабочей поверхности червяков различают два их вида:

- линейчатые (геликоидные)

- нелинейчатые.

Линейчатые винтовые поверхности образуются винтовым движением прямой линии, нелинейчатые – любой заданной кривой.

Наибольшее применение получили более технологичные линейчатые червяки трёх типов:

- архимедов (обозначение ZA),

- эвольвентный(ZI)

- конволютный (ZN).

Cвои названия эти червяки получили в соответствии с названием кривых, ограничивающих контур сечения витков червяка плоскостью, перпендикулярной его оси.

Этот контур очерчивается:

у архимедовых червяков – спиралью Архимеда;

у эвольвентных червяков – эвольвентой;

у конволютных червяков – удлинённой эвольвентой.

В настоящее время чаще всего применяются архимедовы-трапецеидальные, эвольвентные и глобоидные червяки. Архимедовы – просты, но неудобны в шлифовке витков, эвольвентные – просты в шлифовке, но сложнее в изготовлении, а глобоидные обеспечивают большую несущую способность за счёт контакта с большим числом зубьев, но чувствительны к погрешностям монтажа и сильно нагреваются.

Нелинейчатые червяки получают инструментом конической (ZK) или тороидальной (ZT) формы.

Выбор вида червяка определяется технологическими возможностями производства и эксплуатационными требованиями. Передачи с червяками перечисленных форм, кроме тороидальной, обладают примерно одинаковыми эксплуатационными свойствами.

Передачи с червяками ZT обладают повышенной нагрузочной способностью и КПД. Рабочая поверхность витков у этих червяков вогнутая, поэтому в контакте с выпуклой поверхностью зуба колеса она обеспечивает более благоприятные условия трения, высокую нагрузочную способность и меньшие потери. Недостатком этих передач является сложность изготовления.

Архимедовы червяки нашли широкое применение благодаря своей технологичности, но многозаходные червяки этого вида сложны в изготовлении и по точности уступают червякам ZI.

Эвольвентные червяки позволяют точно шлифовать рабочие поверхности витков торцовой поверхностью дискового круга, но требуют специальных шлифовальных станков.

Передачи с червяками ZN по точности уступают архимедовым.

Передачи с червяками типа ZK в основном применяют при отсутствии станков для шлифования эвольвентных червяков и необходимости изготовления многозаходных шлифованных червяков.