Механические передачи

цилиндрического с той же длиной зуба b и профилем, соответствующим среднему дополнительному конусу (среднему сечению зуба).

Практика эксплуатации показала, что при одинаковой степени нагруженности конические передачи выходят из строя быстрее цилиндрических.

Имеем:

Формула для проверочного расчета стальных конических зубчатых передач имеет вид:

где H - коэффициент, учитывающий ослабление зубьев конических колес. Для прямозубыхколес H 0,85.

Подставляя

и величины ZM , ZH ,Zε , получим формулу для проверочного расчета:

и для проектировочного расчета:

71

Рис. 3.33. Формы конических колес

3.15. Червячные передачи

Червячные передачи применяют в случаях, когда геометрические оси ведущего и ведомого валов перекрещиваются (обычно под прямым углом).

Червячные передачи выполняют в виде редукторов, реже – открытыми.

Типы червяков

По форме тела червяки разделяют на цилиндрические, глобоидные и то-

роидные Наибольшее применение находят цилиндрические червяки как более простые в изготовлении и обеспечивающие достаточно высокую нагрузочную способность (рис. 3.34).

Профиль витков червяка можно варьировать, так как червячные колеса изготовляют инструментом, являющимся аналогом червяка. По форме боковой поверхности витка червяки разделяют на архимедовы (обозначение ZA). конволютные (ZN). эвольвентные (Z1). нелинейчатые с поверхностью, образованной конусом (ZK) и с вогнутым профилем витка (ZT) (рис. 3.35).

Способ изготовления является решающим при выборе профиля витка червяка, так как при одинаковом качестве изготовления форма профиля мало влияет на работоспособность передачи. Выбор профиля витка червяка связан также с формой инструмента для нарезания червячного колеса.

73

Рис. 3.34. Червячная передача

74

Рис. 3.35. Формы профиля витка

Достоинства и недостатки червячных передач

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 специальных мер по интенсификации теплоотвода.

Критерии работоспособности червячных передач

Причины выхода из строя червячных передач (в порядке убывания частоты проявления отказов).

Износ зубьев колеса ограничивает срок службы большинства передач. Интенсивность износа увеличивается при загрязненном смазочном материале, при неточном монтаже зацепления, при повышенной шероховатости рабочей поверхности червяка,

Заедание при твердых материалах колес происходит в ярко выраженной форме со значительными повреждениями поверхностей и последующим быстрым изнашиванием зубьев частицами колеса, приварившимися к червяку. При мягких материалах колес заедание проявляется в менее опасной форме, возникает перенос ("намазывание") материала колеса на рабочую поверхность червяка.

75

Основные параметры, геометрия червячных передач

Мощность на червяке при длительной работе обычно до 30 кВт, при по- вторно-кратковременном режиме до 200кВт. Передаточные числа обычно принимают от 8 до 80, в кинематических передачах - до 1000.

Основные геометрические размеры червяка представлены на рис. 3.36. В червячных передачах угол профиля α обычно принимают равным 20о. У архимедовых червяков его определяют в осевом сечении, у конволютных и эвольвентных - в нормальном сечении. Для передач с вогнутым червяком угол профиля в осевом сечении витка червяка, измеренный на делительном диаметре, равен 22о.

Рис. 3.36. Основные геометрические размеры червяка

Расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси, называют осевым шагом червяка P. Отношение P/π 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 dm1 .

Делительный диаметр червяка d1.

Число заходов червяка z1 выбирают из установленных ГОСТ значений 1, 2 или 4. Передачи большой мощности не выполняют с однозаходными червяками из-за низкого КПД.

Рz = P·Z1 – ход витка червяка, мм;

q = 6,3...25 – коэффициент диаметра червяка; da1 = d1+2m – диаметр вершин червяка, мм;

77

Рис. 3.37

Силы, действующие в зацеплении

Составляющие от силы в зацеплении принимают приложенными в полюсе зацепления и направляют по трем взаимно перпендикулярным осям (рис.

3.38, 3.39).

Рис. 3.38. Усилия в червячной передаче

79