2.6. Черв'ячні передачі.

Загальні відомості про черв'ячні передачі.

Черв'ячні передачі застосовують, якщо необхідно передавати рух між валами, осі яких перехрещуються в просторі під кутом 90⁰.

Черв'ячна передача складається з черв'яка, що представляє собою гвинт, і черв'ячного колеса, що є різновидом косозубого колеса (рис.2.6.1.).

a) б)

Рис.2.6.1. Черв'ячна передача (а – з циліндричним черв’яком, б - з глобоїдним черв’яком).

На рис.2.6.2. показані основні параметри черв’ячної передачі.

Рис.2.6.2. Основні праметри черв'ячноїпередачі.

Переваги черв'ячних передач: здійснення великого передаточного числа при невеликих габаритах, плавність ходу і безшумність роботи.

Недоліки черв'ячних передач: низький коефіцієнт корисної дії (0,7...0,9), підвищене нагрівання передачі та необхідність застосування дорогих антифрикційних матеріалів.

За формою тіла черв'яки бувають циліндричні і глобоїдні (рис.2.6.3.).

1. б)

Рис.2.6.3. Види черв’яків: a- циліндричний, б – глобоїдний.

За формою профілю різі черв'яки розрізняють: архімедови, конволютні, евольвентні тощо.

Черв'яки виготовляють з середньовуглецевої або легованої сталі. Наприклад: Сталь 45, 50, 40Х, 40ХН.

Черв'ячні передачі мають схильність до заїдання, а умови змащення зубців є несприятливими. В зв’язку з цим матеріал для черв'ячних коліс повинен мати високі антифрикційні властивості, тому черв'ячні колеса зазвичай виготовляють з бронзи. З метою економії дорогих матеріалів з бронзи виготовляється тільки вінець черв'ячного колеса, а маточину (ступицю) колеса – з чавуну. Бронзовий вінець скріплюють з маточиною гвинтами (рис.2.6.4.а.). При серійному виробництві черв'ячні колеса виготовляють біметалевими (рис.2.6.4.б.), тобто бронзовий вінець відливають у формі, в яку поміщають чавунний центр. Іноді вінці черв'ячних коліс виготовляють з чавуну або пластмас. На рис.2.6.4.в. показане черв’ячне колесо з текстолитових або деревнопластикових пластин, насаджених на металеву втулку і з’єднаних болтами між стальними дисками.

а) б) в)

Рис.2.6.4. Види черв’ячних коліс.

Передаточне число черв'ячної передачі:

U = w₁ / w₂ = z₂ / z_{1 ,}

де z₁ – число заходів черв'яка: z₁ = 1, 2, 4, ..., n

z₂ – число зубів черв'ячного колеса: z₂ = 28...80.

Сили в черв’ячному зачепленні.

Рис.2.6.5. Сили в черв’ячному зачепленні.

В черв’ячному зачепленні (рис.2.6.5.) діють:

- колова сила черв’яка F_t1, що дорівнює осьовій силі колеса F_а2 :

F_t1 = F_а2 = 2T₁ / d₁;

- колова сила колеса F_{t 2}, що дорівнює осьовій силі черв’яка F_а1 :

F_{t 2} = F_а1 = 2T₂ / d₂;

- радіальна сила: F_r = F_t2 tg ;

- нормальна сила: F_n = F_t / (cos cos

де  - кут підйому гвинтової лінії черв’яка;

 - кут профілю ( =20⁰);

T₁ i T₂ – обертові моменти на черв’яці і колесі.

2.7. Редуктори та приводи технологічних машин.

Редуктором називають передачу, виконану в окремому жорсткомукорпусі.Редукторслужить для зниження кутової швидкості і збільшення обертального моменту на веденому валі.

За типом передач редуктори поділяють на циліндричні, конічні, конічно-циліндричні, черв’ячні, черв’ячно-циліндричні та циліндро-черв’ячні.

По числу ступіней редуктори поділяють на одноступеневі, двохступеневі тощо.

По розташуванню валів у просторі редуктори поділяють на редуктори з горизонтальним розміщенням валів і редуктори з вертикальним розміщенням валів.

Приводи технологічних машин як правило складаються з електродвигуна, редуктора та однієї або кількох відкритих передач (зубчастих, пасових, ланцюгових, фрикційних). З’єднання валів приводу між собою може здійснювати-ся за допомогою муфт. На рис. 2.5.1. наведено приклади кінематичних схем приводів.

Студенти повинні вміти самостійно складати кінематичні схеми за їх описом. Для прикладу приведемо описи кінематичних схем, що позначені на рис. 2.5.1. цифрами в окружностях:

1 – електродвигун, клинопасова передача, одноступеневий циліндричний косозубий зубчастий редуктор, ланцюгова передача;

2 – електродвигун, плоскопасова передача, одноступеневий конічний зубчастий редуктор, ланцюгова передача;

3 – електродвигун, ланцюгова передача, одноступеневий черв’ячний редуктор з нижнім розміщенням черв’яка, відкрита циліндрична прямозуба зубчаста передача;

4 – електродвигун, муфта, двохступеневий циліндричний співвісний зубчастий редуктор, відкрита конічна зубчаста передача;

5 – електродвигун, клинопасова передача, одноступеневий черв’ячний редуктор з верхнім розміщенням черв’яка, відкрита конічна зубчаста передача;

Рис.2.7.1. Кінематичні схеми приводів технологічних машин.

6 – електродвигун, муфта, двохступеневий циліндричний зубчастий редуктор, відкрита циліндрична зубчаста передача;

7 – електродвигун, муфта, двохступеневий конічноциліндричний зубчастий редуктор, ланцюгова передача.