ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И
ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Лекция 9
ВАЛЫ И ОСИ
А.М. СИНОТИН
Кафедра технологии и автоматизации производства
Червячные передачи Общие сведения
Червячные передачи
применяются для передачи вращательного
движения между валами, у которых угол
скрещивания осей обычно составляет
(рисунок 1).
1-червяк; 2-венец червячного колеса
Рисунок 1- Червячная передача
В большинстве случаев ведущим является червяк, т.е. короткий винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой.
Для облегчения тела червяка венец червячного колеса имеет зубья дугообразной формы, что увеличивает длину контактных линий в зоне зацепления. Параметрам червяка приписывается индекс 1, а параметрам колеса – индекс 2.
Червячная передача – это зубчато-винтовая передача, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары.
Достоинства:
плавность зацепления и бесшумность работы конструкции;
компактность и сравнительно небольшая масса конструкции;
возможность большого редуцирования, т.е. получения больших передаточных чисел (в отдельных случаях в несиловых передачах до 1000);
возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей передачу движения только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего обратному вращению колеса.
Недостатки:
сравнительно низкий К.П.Д. вследствие скольжения витков червяка по зубьям колеса;
значительное выделение тепла в зоне зацепления червяка с колесом;
необходимость применения для венцов червячных колес дефицитных антифрикционных материалов;
повышенной износ и склонность к заеданию.
Применение
Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях, обычно не превышающих 50 кВт. Применение передач при больших мощностях неэкономично из-за сравнительно низкого К.П.Д. и требует специальных мер для охлаждения передачи во избежание сильного нагрева.
Червячные передачи широко применяют в устройствах для замены формных цилиндров, в подъемных механизмах для установки и съема формного цилиндра, в механизме осевого перемещения раскатного цилиндра и регулирования величины его хода, в красочных аппаратах различного типа и т.д.
При проектировании передач, состоящих из зубчатых и червячных пар, червячную пару рекомендуется применять в качестве быстроходной ступени, так как при увеличении окружной скорости червяка создаются более благоприятные условия для образования устойчивого масляного клина в червячном зацеплении и, следовательно, уменьшаются потери на трение.
Червячные передачи во избежание их перегрева предпочтительно использовать в приводах периодического (а не непрерывного) действия.
Классификация червячных передач
В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим (рисунок 2,а) или с глобоидным червяком (рисунок 2,б).
Рисунок 2- Схемы червячных передач
Глобоидная передача имеет повышенный К.П.Д., более надежна и долговечна, но из-за сложности изготовления имеет пока ограниченное применение.
В зависимости от направления винтовой линии резьбы червяка червячные передачи бывают с правым или левым червяком. Наибольшее применение имеют правые червяки.
В зависимости от числа заходов резьбы червяка передачи бывают с однозаходным или многозаходным червяками.
В зависимости от расположения червяка относительно колеса передачи бывают с нижним, боковым и верхним червяками (рис. 3).
Нижний червяк
обычно применяется при окружной скорости
червяка
м/с. При
>
4 м/с рекомендуется верхний червяк.
В зависимости от формы винтовой поверхности резьбы цилиндрического червяка передачи бывают с архимедовым, конволютным и эвольвентным червяками. Каждый из них требует различных способов нарезания:
а - с нижним червяком; б - боковым червяком;
в – верхним червяком
Рисунок 3 – Схемы расположения червяка относительно колеса
архимедов червяк в осевом сечении имеет прямолинейный профиль равнобедренной трапеции аналогичный инструментальной рейке. В сечении перпендикулярном оси червяка, получается кривая архимедова спираль. Червяк с такой винтовой поверхностью называют архимедовым;
если в сечении перпендикулярном к оси червяка получается кривая – конволюта*, а червяк соответственно будет называться конволютным.
эвольвентный червяк представляет собой цилиндрическое косозубое колесо с эвольвентным профилем и с числом зубьев, равным числу заходов червяка.
Практика показала, что при одинаковом качестве изготовления форма профиля нарезки червяка мало влияет на работоспособность передачи. Из всех вариантов червяков наибольшее распространение получили архимедовы червяки, поэтому будут рассмотрены червячные передачи с цилиндрическими архимедовыми червяками.