1.2 Виды червячных передач

Червячные передачи по форме червяка делят на цилиндрические и глобоидные (рис. 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 расположению червяка относительно червячного колеса различают передачи с верхним, нижним и боковым расположением червяка. Передачи с нижним расположением червяка работают в лучших условиях смазки, так как червяк погружен в масло, но выше потери энергии из-за гидродинамического сопротивления масла.

По форме профиля витков – архимедовы, конволютные, эвольвентные, нелинейчатые.

	а	б	в
Рис. 3. Основные типы цилиндрических червяков

Архимедовы червяки ZA (рис. 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. 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 ZI (рис. 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. Рабочие поверхности витков нелинейчатых червяков получают шлифованием конволютных червяков с высокой точностью конусным или тороидным кругом. Передачи с нелинейчатыми червяками отличаются повышенной нагрузочной способностью, по сравнению с другими типами червяков.

2. Проектирование червяной передачи

2.1 Исходные данные для проектирования:

– вращающий момент на колесе, Н∙м;

– частота вращения колеса, мин^-1;

– передаточное число;

– время работы передачи (ресурс), ч;

Условия работы.

2.2 Материалы червяка и колеса

2.2.1 Выбор типа червячной передачи

В червячных редукторах общепромышленного применения используются передачи с цилиндрическим червяком.

Наиболее технологичными являются эвольвентные червяки (ZI), а перспективными – нелинейчатые: образованные конусом (ZK) или тором (ZT).

Передачи с архимедовыми червяками (ZA) применяются для передач малой мощности (до 1-2 кВт) и непродолжительной работы.

Для силовых передач следует применять эвольвентные и нелинейчатые червяки.

2.2.2 Выбор материала зубчатого венца червячного колеса

Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, то предварительно определяют ожидаемое ее значение, м/с:

.

Материалы зубчатых венцов червячных колес по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств и рекомендуемым для применения скоростям скольжения можно условно свести к трем группам (табл. 1):

Группа I – оловянные бронзы; применяют при скорости скольжения > 5 м/с.

Группа II – безоловянные бронзы и латуни; применяют при скорости скольжения = 2–5 м/с.

Группа III – мягкие серые чугуны; применяют при скорости скольжения < 2 м/с и в ручных приводах.

Таблица 1

Материалы венцов червячных колес

Группа	Материал		Способ отливки	, МПа	, МПа
I	БрО10Н1Ф1 25 м/с		центробежный	285	165
	БрО10Ф1 12 м/с		в кокиль	245	195
			в песок	215	135
	БрО5Ц5С5 8 м/с		в кокиль	200	90
			в песок	145	80
II	БрА10Ж4Н4 5 м/с		центробежный	700	460
			в кокиль	650	430
	БрА10Ж3Мц1,5 5 м/с		в кокиль	550	360
			в песок	450	300
	БрА9Ж3Л 5 м/с		центробежный	530	245
			в кокиль	500	230
			в песок	425	195
	ЛЦ23А6Ж3Мц2 4 м/с		центробежный	500	330
			в кокиль	450	295
			в песок	400	260
III	СЧ15 СЧ20	2 м/с	в песок	320 МПа
				360 МПа

Примечание: при серийном и массовом производстве рекомендуется литье в кокиль или центробежный способ отливки, при единичном производстве – литье в песчаные формы.