Червячные передачи

Червячная передача (рис.9.1) относится к передачам зацепления с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90⁰. Возможны и

Рис.9.1

другие углы, отличные от 90⁰, однако такие передачи встречаются редко.

Движение в червячных передачах осуществляется по принципу винтовой пары. Винтом является червяк, а колесо подобно сектору, вырезанному из длинной гайки и изогнутому по окружности.

Краткие сведения о геометрии и способах изготовления червячных зацеплений

В червячной передаче, так же как и в зубчатой, различают диаметры начальных и делительных цилиндров (рис.9.2):

d_₁,d_₂– начальные диаметры червяка и колеса;

d₁,d₂– делительные диаметры червяка и колеса.

В передачах без смещения d_₁=d₁,d_₂=d₂. Точка касания начальных цилиндров является полюсом зацепления.

Существенное отличие червячной передачи от зубчатой заключается в том, что окружные скорости червяка и колеса не совпадают как по величине, так и по направлению. Они направлены друг к другу под углом перекрещивания.

Рис.9.2

Шаг р_хвинтовой нарезки червяка (см.рис.9.4) называетсяшагом зацепления, а отношениеm=p_x/-модулем зацепленияв осевом сечении червяка.

Такие же измерения имеет и нарезка червячного колеса. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной. Число заходов червяка обозначают z₁. На практике наиболее распространеныz₁= 1; 2 и 4. Число зубьев колеса обозначаютz₂.

Червяки

Червяки различают по следующим признакам: по форме поверхности, на которой образуется резьба – цилиндрические(рис.9.3,а) иглобоидные(рис.9.3,б); по форме профиля резьбы – с прямолинейным(рис.9.4,а) икриволинейным (рис.9.4,б) профилем в осевом сечении.

До настоящего времени на практике наиболее распространены цилиндрические червяки с прямолинейным профилем в осевом сечении. В торцевом сечении витки очерчены архимедовой спиралью, отсюда название – архимедов червяк. Архимедов червяк подобен ходовому винту с трапецеидальной резьбой. Поэтому его можно нарезать на обычных токарных или резьбофрезерных станках. Работоспособность червячной передачи повышается с уменьшением шероховатости поверхности и повышением твердости резьбы червяка.

Для шлифования архимедовых червяков требуются специальные шлифовальные круги фасонного профиля, что затрудняет обработку и снижает точность изготовления. Поэтому архимедовы червяки изготовляют в основном с нешлифованными

Рис.9.3

витками. Для высокотвердых шлифуемых витков применяют конволютные и эвольвентные червяки.

Конволютные червякиимеют прямолинейный профиль в нормальном к витку сечении и могут

шлифоваться кругами с прямолинейными образующими на резьбошлифовальных станках.

Эвольвентные червякиимеют эвольвентный профиль в торцевом сечении и, следовательно, подобны косозубым эвольвентным колесам, у которых число зубьев равно числу заходов червяка.

Рис.9.4

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 также с формой инструмента для нарезания червячного колеса.

Червячное колесо нарезается червячными фрезами. Червячная фреза для нарезки червячного колеса является копией червяка. Только фрезы имеют режущие кромки, а наружный диаметр больше на двойную величину радиального зазора в зацеплении. При нарезании заготовка колеса и фреза совершают такое же взаимное движение, какое имеют червячное колесо и червяк в передаче. Такой метод нарезания колеса обусловливает необходимость введения стандарта на основные геометрические параметры червяка (,m,q,z₁,h*_,c*) для того, чтобы иметь ограниченный ряд стандартного инструмента.

Основные геометрические параметры для передач с архимедовым червяком (см.рис.9.4), справедливы также и для передач с конволютным червяком:  = 20⁰ – профильный угол в осевом сечении; m = р_х /  - осевой модуль; q = d₁ /m - коэффициент диаметра червяка, равный числу модулей в диаметре делительной окружности червяка; по стандарту связан с величиной m, h*_ = 1 – коэффициент высоты головки; с* = 0,2 – коэффициент радиального зазора.

Для того чтобы исключить слишком тонкие червяки, стандарт предусматривает увеличение q с уменьшением m. При тонком червяке увеличивается прогиб червячного вала, что нарушает правильность зацепления.

Угол подъема винтовой линии  (см.рис. ).

(9.1)