
- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Isbn 5-7723-0681-2 Севмашвтуз, 2011 г.
- •1. Общие сведения о червячных передачах
- •1.1 Описание червячных передач
- •1.2 Критерии работоспособности червячных передач
- •1.3 Материалы червячных передач
- •1.4 Виды червячных передач
- •1.5 Степень точности червячных передач
- •1.6 Типы червячных редукторов
- •2. Проектирование червяной передачи
- •2.2.3 Выбор материала червяка
- •2.3 Допускаемые напряжения
- •2.4 Основные параметры передачи
- •2.6 Скорость скольжения и кпд передачи
- •2.8 Проверочный расчет передачи на контактную прочность
- •2.9 Проверочный расчет передачи на изгибную прочность
- •2.10 Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки
- •2.11 Тепловой расчет
- •2.12 Проверка жесткости червяка
- •3 Конструирование червячного редуктора
- •3.1 Эскизный проект червячного редуктора
- •3.2 Конструкции червяков
- •3.3 Конструкции червячных колес
- •3.3 Конструкции червячных редукторов
- •4 Смазывание червячных редукторов
- •4.1 Смазывание червячных передач
- •4.2 Смазывание подшипников
- •5. Пример выполнения расчетов при проектировании червячной передачи
- •5.2.3 Выбор типа червяка
- •5.3 Допускаемые напряжения
- •5.4 Проектировочный расчет
- •5.4.1 Основные параметры передачи
- •5.4.3 Скорость скольжения и кпд передачи
- •6 Пример проектирования червяка и червячного колеса
- •6.1 Последовательность проектирования червяка
- •6.2 Последовательность проектирования червячного колеса
- •7. Правила выполнения чертежей цилиндрических червяков и червячных колес
- •7.1 Правила выполнения рабочих чертежей червяков
- •7.2 Правила выполнения рабочих чертежей червячных колес
- •Бабкин Александр Иванович Проектирование червячных передач
- •Сдано в производство Подписано в печать
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
1.4 Виды червячных передач
Червячные передачи по форме червяка делят на цилиндрические и глобоидные (рис. 1.2). Глобоидные червяки обладают на 30-60% большей несущей способностью, чем цилиндрические, но сложнее в изготовлении.
| |||
|
а |
б |
|
Рис. 2. Червячная передача с цилиндрическим (а) глобоидным (б) червяком |
По числу заходов червяки могут быть одно-, двух- и четырехзаходными.
По форме профиля витков – архимедовы, конволютные, эвольвентные, нелинейчатые.
| ||||
|
а |
б |
в |
|
Рис. 1.3 Основные типы цилиндрических червяков |
Архимедовы червяки ZA (рис. 1.3а) представляют собой винты с резьбой трапецеидального профиля. Они имеют прямобочный профиль в осевом сечении. Эти червяки просты в изготовлении при нарезании, но сложны при шлифовании. Поэтому их применяют для тихоходных, несильно нагруженных передач (до 1-2 кВт), не требующих шлифования червяка.
Область применения передач с архимедовыми червяками сокращается.
Конволютный червяк ZN (рис. 1.3б) имеет выпуклый профиль в осевом сечении и прямобокий профиль в сечении нормальном винтовой линии. Такие червяки легче нарезаются червячными фрезами. Шлифование также затруднено.
Эвольвентный червяк ZJ (рис. 1.3в) представляет собой косозубое колесо с малым числом зубьев и очень большим углом их наклона. Профиль зуба в торцевом сечении очерчен эвольвентой. Несмотря на более сложный профиль эвольвентные червяки считаются наиболее технологичными, так как для изготовления требуется меньший набор фрез и шлифовальных дисков, чем для изготовления червяков другого типа. Применяется в средне- и высокоскоростных передачах, для которых требуется шлифование червяка.
Нелинейчатые червяки – образованные конусом (ZK) или тором (ZT). Они имеют вогнутый профиль, за счет этого у них больше площадь контакта с зубьями колеса, и, следовательно, выше нагрузочная способность, по сравнению с другими типами червяков. Рабочие поверхности витков нелинейчатых червяков получают шлифованием конволютных червяков с высокой точностью конусным или тороидным кругом.
1.5 Степень точности червячных передач
Степень точности |
Скорость скольжения, м/сек |
Изготовление, обкатка |
Применение |
7 |
10 |
Червяк закален, шлифован, полирован. Колесо нарезается шлифованными червячными фрезами. Обкатка под нагрузкой. |
Передачи с повышенными скоростями и малым шумом, с повышенными требованиями к габаритам. |
8 |
5 |
Допускается червяк с HB350, нешлифованный. Колесо нарезается шлифованной червячной фрезой. Рекомендуется обкатка под нагрузкой. |
Передачи среднескоростные, со средними требованиями по шуму, габаритам и точности. |
9 |
2 |
Червяк с HB350, нешлифованный. Колесо нарезается любым способом. |
Передачи низкоскоростные, кратковременно работающие, ручные с пониженными требованиями. |
1.6 Типы червячных редукторов
Основное распространение имеют одноступенчатые червячные редукторы. Редукторы выполняют со следующими вариантами расположения червяка и червячного колеса:
|
|
|
а |
б |
в |
Рис. 1.4 Основные схемы одноступенчатых червячных редукторов |
Червяк под колесом (рис. 1.4а) – применяют при окружных скоростях червяка до 4…5 м/сек, смазка – окунанием червяка. Условия смазки и теплоотдачи через масло – хорошие. Недостаток этой схемы – недостаточно хорошие условия в отношении утечки масла через подшипниковые узлы червяка.
Червяк над колесом (рис. 1.4б) – предпочтительная конструкция, применяемая в быстроходных передачах во избежание излишних потерь на разбрызгивание масла, смазка – окунанием колеса. Условия смазки несколько хуже, чем в предыдущей схеме. Не рекомендуется применять такую схему при работе с частыми пусками и остановками.
Колесо имеет вертикальную ось, червяк располагается сбоку горизонтально (рис. 1.4в). Данную схему стараются не применять из-за опасности утечки масла через подшипниковые узлы. Но иногда она требуется для оборудования с вертикальной осью вращения исполнительных механизмов (например, привода поворотных платформ, потолочных вентиляторов). Условия смазки и теплоотдачи – хорошие.