12. Черв’ячні передачі

12.1. Загальні відомості та класифікація черв’ячних передач

Ч ерв’ячна передача належить до передач зачеплення з мимобіжними осями валів; передач складається із черв’яка у формі гвинта та черв’ячного колеса (рис. 12.1). Передача обертового руху здійснюється за принципом гвинтової пари.

П

Рис. 12.1. Загальний вигляд черв’ячної передачі

ереваги черв’ячних передач: можливість одержання великих передаточних відношень; плавність і безшумність роботи при високих швидкостях; висока надійність і простота експлуатації; компактність; можливість точних ділильних переміщень; можливість самогальмування. Недоліки: порівняно невисокий к.к.д. (0,7...0,85); підвищене спрацювання та нагрівання; схильність до заїдання; необхідність використання для коліс дорогих антифрикційних матеріалів; недостатня, порівняно з зубчатими передачами, навантажувальна здатність.

Черв’ячні передачі використовують у підйомно-транспортних машинах, верстатах, автомобілях, і т.п., де необхідне значне зниження швидкості обертання і передача руху між мимобіжними валами, а також в ділильних механізмах для одержання значних передаточних чисел. Звичайно їх використовують при потужностях машин до 50...60 кВт, передача більших потужностей невигідна із-за великих втрат і нагрівання.

К ласифікація черв’ячних передач. За формою початкової поверхні черв’яка - циліндричні (рис. 12.2, а) і глобоїдні (б).

З

Рис. 12.2. Схема черв’яка: а - циліндричного; б -глобоїдного

а формою профілю витків черв’яка у торцевій площині - конволютні (ZN), евольвентні (ZJ), архімедові (ZA) у яких торцевий профіль витка є відповідно подовженою евольвентою, евольвентним колом, архімедовою спіраллю; та ін.

За розміщенням черв’яка щодо колеса - з нижнім, верхнім та бічним розміщенням черв’яка; при колових швидкостях черв’яка ₁  5 м/с використовують схему з нижнім розміщенням черв’яка; ₁  5 м/с використовують схему з верхнім розміщенням черв’яка.

За конструктивним оформленням - відкриті та закриті, які працюють у корпусі.

12.2. Геометричні параметри

12.2.1. Черв’яки. Найбільш поширеними є архимедові циліндричні черв’яки (ZA - рис. 12.3). Для них основними геометричними параметрами є профільний кут α, осьовий модуль , де P - осьовий крок витків.

Стандартні значен­ня модуля m: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 мм; допускається використовувати модуля m: 1,5; 3; 3,5; 6; 7; 12; 14 мм.

Р

Рис. 12.3. Геометричні параметри циліндричних черв’яків (ZA )

ізьби черв’яків можуть бути однозахідними або багатозахідними. Згідно ГОСТ 2144-76 число заходів z₁ = 1 - при переда­точному відношенні і ≥ 30; число заходів 2 - при i = 15...30; число заходів 4 - при i = 8...15. Ділильний діаметр черв’яка d₁ зв’язаний із модулем m коефіцієнтом діаметра черв’яка q: . Значення коефіцієнта q стандартизовано.

Часто зустрічаються q = 8, 10, 12,5; 16; 20. Рекомендується витримувати нерівність (z₂ - число зуб’їв колеса).

Сполучення параметрів m і q згідно ГОСТ 2144-76 приведено в табл. 12.1.

Таблиця 12.1.

Сполучення параметрів m і q згідно гост 2144-76

т, мм	2,5; 3,15; 4; 5	6,3	8; 10; 12,5
q	8; 10; 12,5; 16; 20	8; 10; 12,5; 16; 20	8; 10; 12,5; 16; 20

Кут підйому гвинтової лінії черв’яка γ знаходиться зa виразом:

(12.1)

Діаметри (рис. 12.4): ділильний

вершин зуб’їв

западин зуб’їв

(12.2)

Довжину нарізаної частини черв’яка b₁ визначають із умови використання одночасного зачеплення найбільшого числа зуб’їв колеса; за ГОСТ-19650-74 при х = 0:

Рис. 12.4. Геометричні параметри черв’ячного колеса

при Z₁ = 1 або 2; (12.3)

при Z₁ = 4. (12.4)

Для шліфованих черв’яків одержане значення b₁ збільшують на 25 мм при m < 10 мм і на 35...40 мм при m = 10...16 мм.

12.2.2. Черв’ячні колеса. При х = 0 діаметри коліс такі (див. рис. 12.4):

ділильний

вершин зуб’їв

западин зуб’їв

(12.5)

Міжосьова відстань

а_w =(d₁ + d₂)/ 2 = m( q + z₂)/2. (12.6)

Значення а_w для стандартних редукторів за ГОСТ 2144-76: 1-й ряд: а_w: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500. для нестандартних редукторів можна округлювати до чисел із ряду R_q40.

Значення модуля m попередньо можна визначити за формулою:

m  (1,4...1,7) а_w/z₂. (12.7)

Остаточно значенням модуля m приймають рівним найближчій стандартній величині із табл. 8.1.

За умови непід­різування зуб’їв

(12.8)

Розміри b₂ і d_am2, які відповідають куту обхвату черв’яка колесом 2δ = 100º (силові передачі), приведено в табл. 8.2.

Таблиця 8.2.

Розміри b₂ і d_am2, які відповідають куту обхвату черв’яка колесом 2δ = 100º (силові передачі)

Z1	1	2	4
daм2
b2

Для вписування в стандартні або задані міжосьові відстані а_w, також з метою округлення значень а_w до прийнятих чисел із ряду R_a40 використовують черв’ячні передачі із зміщенням. При цьому черв’як (копію інструменту) нарізають без зміщення. Зміщення передачі досягають за рахунок лише черв’ячного колеса. При заданій між осьовій відстані а_w коефіцієнт зміщення:

x = а_w/m – 0,5 (q + z₂); (12.9)

міжосьова відстань

а_w = 0,5 m (q + z₂ + 2х); (12.10)

число зуб’їв колеса

z₂ = 2a_wm – q – 2х; (12.11)

діаметри виступів і западин зуб’їв

d_a2 = m (z₂+2+2х);

d_i2 = m (z₂+2,4+2х). (12.12)