76

3.7.ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

3.7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Червячные передачи служат для преобразования вращательного движения звеньев при скрещивающихся осях их вращения (рис. 3.18). Обычно угол скрещивания равен 90º.

Область применения червячных передач довольно незначительна. Они применяются в Рис. 3.18 передачах сравнительно небольшой мощности

(до 60 кВт); для кратковременно работающих устройств, которые имеют значительные перерывы в работе; при необходимости обеспечения низкой шумности работы передачи; для обеспечения плавности работы и т.д. Область и режимы применения червячных передач обусловлены их достоинствами и недостатками.

Достоинствами червячных передач являются: большой кинематический эффект, т.е. возможность реализации большого передаточного отношения в одной паре (теоретически в пределах от 8 до 200 и даже до 500), при достаточно малых габаритах; наличие эффекта самоторможения ведомого червячного колеса; плавность хода и бесшумность работы;

К недостаткам червячной передачи можно отнести следующие:

меньший по сравнению с зубчатыми передачами КПД (η=0.6…0.9); необходимость применения для выполнения колес дорогих антифрикционных материалов (бронз); повышенные требования к точности изготовления и сборки передачи; значительные осевые силы, действующие на опоры червяка и усложняющие конструкцию опор.

77

Наиболее широкое распространение в практике общепромышленного производства нашли червячные механизмы с цилиндрическим, т.е. архимедовым червяком.

3.7.2.ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ.

Вчервячной передаче, так же как и в зубчатой, различают диаметры

начальных и делительных цилиндров (рис. 3.19): dw1, dw2 – начальные диаметры червяка и колеса; d1, d2 – делительные диаметры червяка и колеса. Точка касания начальных цилиндров является полюсом зацепления. В передачах без смещения выполняются условия: d1= dw1, d2=dw2.

Червяк. Различают по следующим признакам: форме поверхности, на

рис. 3.20

рис. 3.19

рис. 3.21

которой образуется резьба, – цилиндрические (рис. 3.20, а) и глобоидные (рис. 3.20, б); форме профиля резьбы – с прямолинейным (рис. 3.21,а) и криволинейным (рис. 3.21,б) профилем в осевом сечении. Наиболее распространены цилиндрические червяки с прямолинейным профилем (архимедов червяк).

78

Основными параметрами червяка являются: профильный угол α = 20о; осевой модуль m =p/π . Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной. Число заходов червяка обозначают z1. Червяки могут быть одно-, двух- и четырехзаходные. Значения осевого модуля m , принимаются по стандарту из следующего ряда: 2.0; 2.5; (3.0); 3.15; (3.5); 4.0; 5.0.(6.0); 6.3; (7.0); 8.0; 10.0…. Значения модулей, не заключенные в скобки, являются предпочтительными.

Диаметр делительного цилиндра червяка определяется по формуле

где q1 – коэффициент диаметра червяка. Этот параметр также принимается по стандарту из ряда: 8; 9; 10; 12.5; 14; 16; 20.

С уменьшением модуля m рекомендуется значения коэффициента q увеличивать для обеспечения достаточной жесткости червяка на изгиб. Коэффициент диаметра червяка определяет номенклатуру фрeз для нарезания червячных колес.

Угол подъема винтовой линии по делительному цилиндру равен

q1

Диаметр вершин червяка da1 = d1 + 2m (рис. 3.20).

Диаметр впадин червяка df1 = d1 – 2.4m.

Длина нарезанной части червяка в передачах с нулевым смещением (х=0):

для z1 = 1,2: b1≥ ( 11 + 0.06z1) m;

для z1 =4: b1≥ (12,5 + 0,09z2)m.

Червячное колесо. Делительный диаметр червячного колеса d2 = mz2 (рис. 3.19). Число зубьев червячного колеса рекомендуется принимать в пределах

28 ≤ z2 ≤ 120. В особых случаях допускается принимать z2 до 1000. При z2 ≤ 28

80

КПД зацепления в червячной паре определяется по формуле, аналогичной для КПД винтовой пары:

где γ – угол подъема винтовой линии червяка; ϕ′ – угол трения, который равен ϕ′=arctg f′.

Угол γ зависит от числа заходов z1 и коэффициента q , так что КПД увеличивается с ростом z1 и уменьшением q.

Коэффициент трения f ′ определяется экспериментально в зависимости от скорости скольжения в зацеплении, сорта смазки и материалов трущихся поверхностей. С увеличением скорости скольжения коэффициент f ′ уменьшается вследствие усиления поддерживающего эффекта масляного клина.

Зависимость угла трения ϕ′ при бронзовом венце червячного колеса и стальном червяке от скорости скольжения υск приведены в табл. 3.5. Меньшие значения ϕ′ соответствуют передаче со шлифованными червяками (Ra ≤ 0.4мкм ) с

твердостью активных поверхностей витков HRC ≥ 45.

Приведенные в табл. 3.5 значения ϕ′ найдены с учетом потерь в опорах и на разбрызгивание, поэтому при использовании этих данных в формуле (3.43) можно принять ηп =1, ηр =1.

Скорость скольжения определяется по формуле

где n1 – частота вращения червяка, мин-1.