Вопрос 32

Прямозубые конические колеса следует применять при невысоких окружных скоростях (до 2...3 м/с) как наиболее простые в монтаже (допустимо до 8 м/с). При более высоких скоростях целесообразно применять колеса с круговыми зубьями, как обеспечивающие более плавное зацепление, меньший шум, большую несущую способность и более технологичные. 

Вопрос 33

Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса

Конструкция

Червяк представляет собой винт со специальной резьбой, в случае эвольвентного профиля колеса форма профиля резьбы близка к трапецеидальной^[2]. На практике^[2] применяются однозаходные, двухзаходные и четырёхзаходные червяки.

Червячное колесо представляет собой зубчатое колесо. В технологических целях червячное колесо, как правило^[2], изготовляют составленным из двух материалов: венец — из дорогого антифрикционного материала (например из бронзы), а сердечник — из более дешёвых и прочных сталей или чугунов.

Входной и выходной валы передачи скрещиваются, обычно (но не всегда) под прямым углом.

Функционирование

Передача предназначена для существенного увеличения крутящего момента и, соответственно, уменьшения угловой скорости. Ведущим звеном является червяк. Червячная передача без смазки и вибрации обладает эффектом самоторможения и является необратимой: если приложить момент к ведомому звену (червячному колесу), из-за сил трения передача работать не будет. Передаточные отношения i червячной передачи закладываются в пределах от 8 до 100, а в некоторых приложениях — до 1000^[1].

Достоинства и недостатки

• Достоинства:

  • Плавность работы

  • Бесшумность

  • Большое передаточное отношение в одной паре

  • Самоторможение

  • Повышенная кинематическая точность

• Недостатки:

  • Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях не более 100 кВт)

  • Большие потери на трение (тепловыделение)

  • Повышенный износ и склонность к заеданию

  • Повышенные требования к точности сборки, необходимость регулировки

  • Необходимость специальных мер по интенсификации теплоотвода

Указанные недостатки обусловлены связанной с геометрией передачи невозможностью получения жидкостного трения

ВОПРОС 34

Передаточное отношение червячной передачи:  _,  где  Z₂ - число зубьев червячного колеса; Z₁ -число витков (заходов) червяка.

ВОПРОС 35

28 штук

ВОПРОС 36

• ИЗ за Сравнительно низкий КПД (целесообразно применять при мощностях не более 100 кВт)

• ВОПРОС 37

• Выбор материала червяка и колеса

• Для червяков применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колёс. Термообработка червяка зависит от передаваемой им мощности. Улучшение с твёрдостью   HB применяют для передач малой мощности (до 1 кВт) и сравнительно малой длительности работы. Для передач большей мощности при длительной их работе с целью повышения КПД применяют закалку до HRC  , шлифование и полирование витков червяка.

• Материалы для червячных колёс условно сведём в следующие три группы (табл. 3.1).

• Группа 1. Оловянные бронзы, применяемые при скорости скольжения червяка по колесу V_S   5 м/c.

• Группа 2. Безоловянные бронзы и латуни, применяемые при скорости скольжения V_S  = 2...5 м/c.

• Группа 3. Мягкие серые чугуны, применяемые при скорости скольжения V_S  < 2м/c.

• Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, определяют предварительно ожидаемую скорость скольжения

•                                                           

•                                                                                                                              Таблица 3.1

  Группа материала	Марка бронзы, чугуна	Способ отливки					VS, м/с
  			Н/мм2
  1	БрО10Н1Ф1 БрО10Ф1 БрО10Ф1	Центробежный В кокиль В песок	165 195 132	285 245 215	- - -		>5 >5 >5
  2	БрА9ЖЗЛ БрА9ЖЗЛ БрА9ЖЗЛ	Центробежный В кокиль В песок	200 195 195	500 490 392	- - -		2...5 2...5 2...5
  3	СЧ15	В песок	-	-	280		<2

•  

• 1

• Материалы червячной передачи.

• Материалы в червячной передаче должны иметь в сочетании низкий коэффициент трения, обладать повышенной износостойкостью и пони­женной склонностью к заеданию. Обычно это разнородные материалы.

• Червяки изготовляют в основном из сталей марок 40, 45, 50 (реже из сталей 35, Ст5) с закалкой до HRC 45-55; 15Х, 20Х, 40Х, 40ХН, 12ХНЗ, 18ХГТ с цементацией и закалкой до HRC 58—63.

• Червячные колеса (или их венцы) изготовляют только из антифрикци­онных сплавов.

• При скоростях скольжения до 2 м/с и больших диаметрах колес для их изготовления можно использовать чугуны марок СЧ15, СЧ20, СЧ25; до 6 м/с — применяют алюминиево-железистые бронзы БрА9Ж4 (при этом червяк должен иметь твердость не менее HRC 45), до 25 м/с и длительной работе без перерыва применяют оловяниетую бронзу БрОЮФ, оловянно-никелевую бронзу БрОНФ.

• Для получения высоких качественных показателей передачи применяют закалку до твердости   HRC_Э, шлифование и полирование витков червяка. В старых редукторах нашли применение эвольвентные червяки типа ZI, а перспективными  являются нелинейчатые: образованные конусом типа ZK или тором типа ZT (по изобретению проф. Г. Ниманна). Рабочие поверхности витков нелинейчатых червяков шлифуют с высокой точностью конусным илитороидным кругом. Передачи с нелинейчатыми червяками характиризует повышенная нагрузочная способность.

• Термообработку – улучшение применяют для передачи малой мощности до 1,1 кВт.

• Таким образом, для силовых передач следует применять эвольвентные нелинейчатые червяки.

• Зубчатые венцы червячных колес изготовляют преимущественно из бронзы, реже из латуни или чугуна, причем выбор марки материала зависит от скорости скольжения  .

• Материалы венцов червячных колес по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств и рекомендуемым для применения скоростям скольжения можно условно свести к трем группам.

• Группа I. Оловянные бронзы (марок БрО10Ф1, БрО10Н1Ф1 и др.), применяют при высоких скоростях скольжения ( = 5...25 м/с). Обладают хорошими антизадирными свойствами, но имеют невысокую прочность.

• Группа II. Безоловянные бронзы и латуни применяют при средних скоростях скольжения (  до 3...5 м/с). Чаще других применяют алюминиевую бронзу марки БрА9ЖЗЛ. Эта бронза имеет высокую механическую прочность, но обладает пониженными антизадирными свойствами, поэтому ее применяют в паре с закаленными (Н > 45 HRC_э) шлифованными и полированными червяками.

• Группа Ш. Серые чугуны марок СЧ15, СЧ20 применяют при малых скоростях скольжения ( < 2...3 м/с).

• При выборе материала колеса предварительно определяют ожидаемую скорость   скольжения, м/с:

•                                         

• где п₁ — мин^-1; Т₂ — в Нм.

• Механические характеристики для наиболее распространенных материалов венцов червячных колес приведены в табл. 1.

• Практика показала, что большее сопротивление изнашиванию оказывают зубья венцов, отлитых центробежным способом.

•  

• Таблица 1. Механические характеристики материалов венцов червячных колес

Группа материала	Марка бронзы, чугуна	Способ отливки				Скорость скольжения , м/с
			Н/мм2
I       II       III	БрО10Н1Ф1 БрО10Ф1 БрО10Ф1   БрА9ЖЗЛ БрА9ЖЗЛ БрА9ЖЗЛ   СЧ15	Центробежный В кокиль В песок   Центробежный В кокиль В песок   В песок	165 195 132   200 195 195   —	285 245 215   500 490 395   —	— — —   — — —   320	>5 >5 >5   2...5 2...5 2...5   <2