2 .18. Червячные передачи. Достоинства и недостатки, область применения. Принцип действия. Червячные передачи.

Червячная передача- это механизм для передачи вращения зацеплением с непосредственным контактом витков червяка и зубьев червячного колеса.

Червяк – это винт с трапецеидальной резьбой или близкой к ней по форме резьбой. Червячное колесо является косозубым зубчатым колесом с зубьями особой дуговой формы. Такая форма зубьев обеспечивает увеличение длины и прочности зубьев на изгиб.

Достоинства и недостатки, область применения.

Достоинства: 1) Возможность получения большого передаточного числа в одной ступени; 2) плавность и малошумность работы; 3) повышенная кинематическая точность.

Недостатки: 1)низкий КПД; 2) необходимость изготовления зубьев колеса из дорогих антифрикционных материалов; 3) повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки; 4)необходимость спец.мер по интенсификации теплоотвода.

Передачи используют в станках,автомобилях,подъёмнно – транспортных и других машинах. Принцип действия.

Червячные передачи применяют при необходимости передачи движения между перекрещивающимися (как правило,взаимно перпендикулярными) валами. При вращении червяка его витки плавно входят в зацепление с зубьями колеса и приводят его во вращение.

2.19. Основные параметры червячных передач (мощность, передаточное отношение, модуль, межосевое расстояние).

Мощность Р₁ на червяке при длительной работеобычно составляет около 30 кВт,при повторно-кратковременном режиме – до 200 кВт. Передаточные числа выбирают от 8 до 80, в кинематических передачах – до 1000.

Низкий КПД 0,7 – 0,8. Изнашиваются чаще, чем зубчатые Расстояние между одноимёнными точками боковых сторон смежных витков червяка,измеренное параллельно оси, называют шагом р червяка.Отношение р/π – модуль m.

Межосевое расстояние передачи в общем случае обозначают через а_w, для передачи без смещения – через а. Можно выразить а через диаметры червяка d₁=qm и червячного колеса d₂=mz₂ : a=(d₁+d₂)/2=0,5m(q+z₂) , где q – коэфициент диаметра червяка q=d₁/m z₂ – число зубьев червячных колёс.

Значения межосевых расстояний стандартизованы в целях унификации корпусных деталей.

2.20. Геометрия червячных передач без смещения исходного производящего контура.

Основные геометрические размеры червяка представлены на рис. В червячных передачах угол профиля α обычно при­нимают равным 20°.

У архимедовых червяков его определяют в осевом сечении, у конволютных и эвольвентных — в нормальном сечении (α = 20°), у нелинейчатых α находят как угол конуса

производящей поверхности. Для передач с вогнутым червяком угол профиля в осевом сечении витка червяка, измеренный на делительном диаметре, равен 22°.

Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют шагом р червяка . Отношение р/п называют модулем m .

Червячные колеса нарезают фрезами, режущие кромки кото­рых при вращении образуют поверхности, идентичные с поверх­ностью витков червяка. В целях сокращения номенклатуры зубо­резного инструмента стандартизованы модули и коэффициенты диаметра червяка:

q = d₁/m (12.1)

Делительный диаметр червяка d₁=qm.

Число заходов червяка z_x выбирают из установленных

ГОСТ значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не вы­полняют с однозаходными червяками из-за низкого КПД.

Угол γ подъема витка червяка на делительном диаметре

tg γ=p_z1/πd₁=pz₁/πd₁=mz₁/d₁=z₁/q, где p_z1=pz₁ – ход витка червяка. Высота головки h_a1 и ножки h_f1 витков (рис): h_a1=h^*_a1 m; h_f1=h^*_f1m, где h^*_a1=1 – коэфициент высоты для эвольвентных червяков, h^*_f1=1,2 – для остальных червяков.

Диаметр вершин и впадин: d_a1=d₁+2h_a1; d_f1=d₁-2h_f1. Длину нарезанной части червяков b₁ (рис) определяют из условия нахождения в зацеплении максимально возможного числа зубьев колеса. Для шлифуемых и фрезеруемых червяков во избежание завалов на боковых поверхностях витков червяка на входе и выходе шлифовального круга (фрезы) из впадин длину нарезанной части увеличивают на 3т . У быстроходных червяков

для исключения дисбаланса отношение b₁/πm принимают равным целому числу.

Минимальное число зубьев червячных колес z_2min составляет

для кинематических передач 17, в силовых передачах z_lmin = 28.

Наиболее желательно для силовых передач z₂ = 30.. .90. Делительный диаметр колеса (рис. 12.5) равен d₂=mz₂ Диаметры вершин d_a2 и впадин d_f2 определяют в среднем сечении колеса; для колёс, нарезанных без смещения режущего инструмента,они равны: d_a2=d₂+2h^*_a1m; d_f2=d₂-2h^*_f1m. ^{Наибольший диаметр колеса определяют по эмпирической}

формуле: d_am2≤d_a2 ⁺ 6m/(z₁+k), где к - 4 для передач ZT, к = 2 — для остальных.

Ширина колеса b₂ ≤ 0,75d_al (при z₁ = 1 или z₁ = 2),

b₂ ≤ 0,67d_al (при z₁ = 4). Увеличивать ширину червячного колеса

нецелесообразно, так как длина контактных линий и передавае­мая нагрузка увеличиваются при этом незначительно.

Межосевое расстояние передачи в общем случае обозначают

через a_w, для передачи без смещения — через а. Можно выра-зить а через диаметры червяка d₁ и червячного колеса d₂

a=(d₁+d₂)/2=0,5m(q+z₂) , где q – коэфициент диаметра червяка q=d₁/m z₂ – число зубьев червячных колёс. Наиболее употребимые a_W: 63, 80, 100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250

m	1,6	2	2,5;3,15;4,5	6,3;8;10;12,5
q	10;12,5;16;20	8	8;10;12,5; 16;20	8;10;12,5; 14;16;20

Значения межосевых расстояний стандартизованы в целях унификации корпусных деталей.