ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

1.Общие сведения.

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, оси которых перекрещиваются в пространстве. Это зубчато – винтовая пара, движение в которой преобразуется по принципу винтовой пары с присутствующим ей повышенным скольжением. В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим или с глобоидным червяком. Качественные показатели глобоидной передачи выше, но она сложна в изготовлении, сборке и чувствительна к осевому смещению червяка.

Достоинства:

1. Возможность получения большого передаточного числа в одной ступени (до u = 300 и более).

2. Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции.

3. Плавность и бесшумность работы.

4. Возможность получения самотормозящей передачи т. е . допускает движение только от червяка к колесу.

5. Возможность получения точных и малых перемещений.

Недостатки:

1. Сравнительно низкий КПД в следствии повышенного скольжения и значительным выделением теплоты (от 0,5 до 0,95).

2. Необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных цветных материалов.

3. Повышенное изнашивание и склонность к заеданию.

4. Необходимость регулирования зацепления (средняя плоскость венца червячного колеса должна совпадать с осью червяка)

2.Геометрия червячных передач

Виды червячных передач. Качество и работоспособность червячной передачи зависит от формы, твердости, шероховатости и точности изготовления винтовой поверхности витка червяка. В зависимости от способа нарезания винтовой поверхности червяка передачи бывают с эвольвентным, архимедовым, конволютным и с нелинейчатым червяками. Для силовых передач следует применять эвольвентные и нелинейчатые червяки

Эвольвентный червяк – представляет собой цилиндрическое косозубое колесо эвольвентного профиля с числом зубьев, равным числу витков червяка и с большим углом наклона зубьев (получают при установке прямолинейной кромки резца в плоскости касательной к основному цилиндру; левую и правую стороны нарезают резцами расположенными перпендикулярно оси вала червяка. В торцевом сечении (сечении перпендикулярном оси червяка) профиль витка очертан эвольвентой, в осевом сечении (по оси вала червяка) – криволинейный, выпуклый.), имеет высокую технологичность.

Архимедов червяк – в осевом сечении имеет прямолинейный профиль с углом 2α равным профильному углу резца. В торцевом сечении профиль витка очертан архимедовой спиралью. Применяют в тихоходных передачах с невысокими требованиями к нагрузочной способности и ресурсу.

Конволютный червяк – в осевом сечении выпуклый профиль. В торцевом профиль очертан удлиненной эвольвентой. Используют в мелкосерийном производстве т.к. при изготовлении используется сложного профиля инструмент.

Нелинейчатые червяки – во всех сечениях имеет криволинейный профиль (выпуклый, вогнутый). Высокая нагрузочная способность, перспективны.

2.1. Геометрические размеры.

В червячной передаче расчетным является осевой модуль червяка, равный торцевому модулю червячного колеса. Значения модуля выбирают из ряда: 4, 5, 6,3, 8…Основными размерами червяка являются:

- делительный диаметр d₁ = m q , где q число модулей в делительном диаметре червяка или коэффициент диаметра червяка, значения которого стандартизированы: 8, 10, 12,5, 16, 20.

• расчетный шаг червяка: Р = рm;

• ход витка: Р_h = Р Z₁ (Z₁ = 1, 2, 4);

• угол профиля: для эвольвентных, архимедовых и конвалютных червяков – б = 20^о, для червяков образованных тором б = 22^о;

• диаметр вершин витков: d_а1 = d₁ + 2m;

• диаметр впадин витков: d_f1 = d₁ – 2,4m;

• делительный угол подъема линии витка:

tgγ = P_h/(р d₁) = рmZ₁/(рmq) = Z₁/q

• длина нарезанной части - b₁.

Для червяка в передаче со смещением:

• диаметр начального цилиндра (начальный диаметр) -

d_w1 = m(q+ 2x)

• угол подъема линии витка на начальном цилиндре -

tgγ_w = Z₁/(q + 2x)

Геометрические размеры венца червячного колеса (зубья червячного колеса нарезают фрезой аналогичной червяку, только имеет режущие кромки и несколько больший наружный диаметр):

• делительный и совпадающий с ним начальный диаметр колеса при числе зубьев Z₂:

d₂ = d_w2 = mZ₂.

• межосевое расстояние червячной передачи:

а = 0,5(d₁ + d₂) = 0,5(mq + mZ₂) = 0,5m(q + Z₂)

Червячные передачи со смещением выполняются в целях обеспечения стандартного или заданного межосевого расстояния:

а_W = а + хm = 0,5m(q+ Z₂+2x).

Для стандартных редукторов а_w:…80, 100, 125, 140, 160, … При заданном межосевом расстоянии коэффициент смещения инструмента –

х = (а_w/m) – 0,5(q + Z₂).

Значения коэффициента смещения х выбирают по условию не подрезания и не заострения зубьев. Рекомендуют для передач с червяком:

• эвольвентным 0 < х < 1 ( предпочтительно х = 0,5 );

• образованным тором 1,0 < х < 1,4 (предпочтительно х = 1,1…1,2);

Диаметр вершин зубьев d_a2 = d₂ + 2m(1 + x);

диаметр впадин зубьев d_f2 = d₂ - 2m(1+x);

наибольший диаметр червячного колеса

d_aMах < d_a2 + 6m/(Z₁ + k), где z = 2 для передач с эвольвентным червяком,

z = 4 для передач, нелинейчатую поверхность которых образуют тором.

Ширина венца червячного колеса:

b₂ = 0,355a_w при Z₁ = 1 или 2

b₂ = 0,315a_w при Z₁ = 4