Классификация червячных передач. По исполнению червячные передачи различают четыре вида по расположению червяка относительно червячного колеса, а также разделяются на открытые и закрытые (рис. 89).
Рис. 89. Классификация червячных передач по расположению червяка: а – с нижним расположением червяка, б – с верхним расположением червяка, в – с боковым расположением червяка, г – с вертикальным расположением чкервяка.
По назначению червячные передачи делятся на кинематические и силовые. По форме наружной поверхности червяка различают два основных вида червячных передач: цилиндрические, или просто червячные передачи (с цилиндрическими червяками) и глобоидные (с глобоидными червяками). В зависимости от формы профиля резьбы цилиндрических червяков различают червяки: архимедовы (
), конволютные (
), эвольвентные (
) и с вогнутым профилем витков (рис. 90).
Рис.90. Классификация по форме профиля червяка: а – цилиндрический архимедов, б – глобоидный, в – цилиндрический эвольвентный, г — с вогнутым профилем витков.
Назначение. Червячные передачи относится к механическим передачам зацепления с непосредственным контактом и предназначены для передачи вращательного движения между скрещивающимися валами (с углом, как правило 900) при необходимости реализации больших передаточных чисел (). Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого зубчатого колеса. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной, а также правой или левой. Наиболее распространена правая резьба с числом заходов zx = 1. 4.
Преимущества. Возможность передачи вращения между скрещивающимися валами и получения больших передаточных чисел в малых габаритах одной пары зацепления. Плавность и бесшумность работы. Компактность и простота эксплуатации. Возможность самоторможения. Высокая кинематическая точность.
Недостатки. Относительно низкий КПД. Большие потери мощности, что не позволяет использовать для передачи больших нагрузок и мощностей. Повышенный износ и склонность к заеданию контактирующих поверхностей. Необходимость применения дорогостоящих антифрикционных материалов и режущих инструментов, что повышает стоимость передачи относительно зубчатых.
Сферы применения. Червячные передачи применяются при мощности до 60кВт, в некоторых случаях до 200кВт, при передаточном числе 
с КПД 
. Наибольшее распространение получили червячные передачи в приводах электротранспорта, подьемнотранспортных механизмах, лебедках любых типов, кинематических приводах делительных механизмов станков и механизмов.
Геометрический расчет. Для червяков и колес червячных цилиндрических передач модуль т, мм, нормализован по ряду: 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0.
Передаточное отношение передачи
, (15.1)
где — соответственно, число витков (заходов) червяка и зубьев колеса.
Число витков червяка принимают в зависимости от передаточного отношения передачи:
— 
при 
;
Видео:ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА ➤ Классификация ➤ Достоинства и недостаткиСкачать
— 
при 
;
— 
при 
Для червячных передач номинальные значения передаточных чисел и стандартизованы ГОСТ2185 — 66 Номинальные значения передаточных чисел и для червячных редукторов следующие:
1-й ряд 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0;12,5; 16; 20.
Читайте также: Компрессор стоматологический mercury tyw 6 арт hk 2ew 35
2-й ряд 1,12; 1,40; 1,80; 2,24; 2,80; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2; 14; 18; 22,4.
При выборе стандартных параметров первый ряд предпочтительнее второго, а принятые значения передаточных чисел для червячных передач не должны отличаться от расчетных не более чем на 4%.
Для червячных цилиндрических передач с углом скрещивания осей червяка и колеса, равным 90° по ГОСТ 2144 — 76 нормализованы: делительные углы подъема витков червяка, длина червяка и межосевые расстояния:
1-й ряд 40;50;63;80;100;125; 160; 200; 250; 315; 400; 500.
2-й ряд — — — — — — 140; 180; 225; 280; 355; 450.
Размеры червячного колеса определяются по таким же расчетным зависимостям как для зубчатых колес. Для унификации стандартного инструмента, применяемого при нарезании червяков и червячных колес, отношение делительного диаметра 
червяка к расчетному модулю т, называемое коэффициентом диаметра червяка q, нормализуют по ГОСТ 19672 — 74 в пределах 
= 6,3. 25. Рекомендуется принимать 
, при этом 
.
Стандартом установлено два ряда значений коэффициентов диаметра червяка q:
1-й ряд 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25;
2-й ряд 7,5; 9; 11,2; 14; 18; 22,4.
В мелкомодульных передачах коэффициент диаметра червяка q рекомендуется брать больше, так как червяки в них могут оказаться недостаточно жесткими.
Тангенс делительного угла подъема витков червяка и угла наклона зубьев колеса
. (15.2)
Значения делительного угла подъема витков червяка в зависимости от его параметров приведены в таблице 15.1.
Таблица 15.1 Делительный угол подъема витков червяка
Основные геометрические параметры червячной передачи без смещения показаны на рис. 91 определяются по зависимостям:
— делительные и начальные диаметры червяка и колеса:
, (15.3)
Видео:Червячные передачи: особенности конструкции, достоинства и недостатки, классификацияСкачать
; (15.4)
— диаметры вершин червяка и колеса:
, (15.5)
; (15.6)
— диаметры впадин червяка и колеса:
, (15.7)
. (15.8)
Рис. 91. Геометрические параметры червячной передачи
В червячной передаче без смещения высота зубьев и витков
. (15.9)
Для передачи без смещения делительное межосевое расстояние а и межосевое расстояние aw:
, (15.10)
Модуль червячного зацепления проверяется по зависимости
. (15.11)
Наибольший диаметр червячного колеса определяется по формуле
. (15.12)
Видео:Детали машин. Лекция 2.5. Червячные передачиСкачать
Условный угол обхвата червяка венцом зубчатого колеса определяется из условия:
. (15.13)
Длина нарезанной части червяка принимают:
при 
и 2 
;
при 
и 4 
. (15.14)
Ширина венца зубчатого колеса
при 
;
при 
.
Остальные размеры зубчатого колеса принимаются такими как для зубчатых колес. Смещение цилиндрической червячной передачи с архимедовым червяком осуществляется только за счет колеса, размеры червяка, за исключением диаметра начального цилиндра, не изменяются. Предельное значение коэффициента смещения при отсутствии подрезания и заострения зубьев червячного колеса рекомендуется принимать . Отрицательного смещения следует избегать из-за снижения прочности зубьев на изгиб.
Минимальное число зубьев колеса в силовой червячной передаче принимают =26. 28. При выборе и в зависимости от передаточного числа и необходимо иметь в виду, что для передачи без смещения во избежание подрезания зубьев колеса должно быть z2 > 28.
Читайте также: Как сделать из зиловского компрессора бытовой компрессор
Кинематический и силовой расчеты. Векторы окружных скоростей червяка и v2 червячного колеса составляют между собой такой же угол, как угол, под которым перекрещиваются валы передачи, т. е. обычно угол, равный 90°. Каждая из скоростей определяется по соответствующей формуле:
,
. (15.15)
От окружной скорости колеса зависит выбор степени точности передачи. Из 12 степеней точности изготовления червячных передач, регламентируемых ГОСТ 13675-68 для силовых передач предусмотрены 5, 6, 7, 8 и 9-я степени точности. В общем машиностроении чаще всего пользуются 7, 8 и 9-й степенями точности. Выбор степени точности червячной передачи в зависимости от окружной скорости колеса , обработки червяка и колеса и области применения передачи можно производить по табл. 15.2.
Таблица 15.2. Степени точности червячных передач
Окружная скорость колеса υ, м/с, не более
Червяк закален, отшлифован и отполирован. Колесо нарезают шлифованными червячными фрезами. Обработка под нагрузкой
Передачи с повышенными скоростями и малым шумом, высокими требованиями к габаритам
Видео:Worm Wheel and Worm Gear ShaftСкачать
Червяк с НВ≤350 нешлифованный. Колесо нарезают нешлифованной червячной фрезой или «летучкой». Обработка под нагрузкой
Передачи среднескоростные со средними требованиями к шуму, габаритам и точности
Червяк с НВ≤350 нешлифованный. Колесо нарезают любым способом
Передачи низкоскоростные, кратковременно работающие, и ручные с пониженными требованиями
Скорость скольжения представляет собой геометрическую разность этих скоростей и определяется по формуле
, (15.16)
. (15.17)
Выбор материала червячного колеса в основном зависит от скорости скольжения витков резьбы червяка по зубьям колеса.
Сила взаимодействия между витками резьбы червяка и зубьями червячного колеса может быть разложена на три взаимно перпендикулярные составляющие: окружную, осевую и радиальную силы. Окружная сила червяка 
, равная и направленная противоположно осевой силе колеса 
:
. (15.18)
Окружная сила 
колеса равна осевой силе червяка 
, но направлена противоположно ей:
. (15.19)
Радиальная сила для червяка и колеса
, (15.20)
где стандартный угол профиля витков червяка.
Коэффициент полезного действия червячного редуктора при ведущем червяке с учетом потерь в зацеплении, в опорах и наразбрызгивание и перемешивание масла
, (15.21)
Коэффициент полезного действия червячного редуктора при ведущем колесе с учетом изменения направления сил трения
Видео:Червячные передачи SatiСкачать
. (15.22)
Значения коэффициента трения, а следовательно и приведенного угла трения принимается в зависимости от скорости скольжения в передаче. Приведенные углы трения при работе червячного колеса из оловянистой бронзы по стальному червяку даны в табл.15.3.
Таблица 15.3 Приведенные углы трения
Критерии работоспособности. Учитывая виды повреждений основными критериями работоспособности червячной передачи являются контактная и изгибная прочность зубьев червячного колеса. В связи с тем что поверхностное разрушение зубьев колеса зависит от контактных напряжений, а поломка — от напряжений изгиба, зубья червячных колес, так же как и зубья зубчатых колес, рассчитывают на прочность по контактным напряжениям и напряжениям изгиба. При проектировочном расчете червячных передач редукторов определяют требуемое по условию контактной прочности межосевое расстояние передачи; затем проверяют зубья колеса на изгиб. В большинстве случаев оказывается, что расчетные напряжения изгиба значительно ниже допускаемых. Лишь в случае мелко — модульного зацепления при большом числе зубьев колеса (z2 > 100) может оказаться, что прочность на изгиб недостаточна. При этом приходится изменить размеры зацепления и вновь производить проверку. Помимо указанных расчетов для червячных передач выполняют расчет червяка на жесткость и тепловой расчет червячного редуктора.
Читайте также: Холодильники side by side с инверторным компрессором
Проектные расчеты червячных передач.
Расчет зубьев на контактную прочность. При проектировочном расчете зубьев червячных колес на контактную прочность определяется межосевое расстояние передачи:
, (15.23)
где 
— коэффициент концентрации нагрузки, которым определяется неравномерность распределения нагрузок по длине контактных линий в результате погрешностей в зацеплении и деформации зубьев колеса и витков резьбы червяка, 
— коэффициент динамической нагрузки, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении, 
— допускаемые контактные напряжения, 
— расчетный момент на червячном колесе.
Число зубьев колеса 
в проектном расчете определяется по формуле (15.1) в зависимости от принятого числа заходов резьбы червяка 
и передаточного числа и передачи 
. Значение коэффициента диаметра червяка 
принимают стандартным. Предварительно принимают 
. В проектировочных расчетах предварительно принимают 
.
После определения расчетного межосевого расстояния его значения округляют до ближайшего стандартного. Находят модуль зацепления по зависимости (15.11) и полученное значение округляют до ближайшего стандартного. Для получения стандартных размеров передачи найденные значения корректируют величиной межосевого расстояния либо коэффициентом диаметра червяка 
, числом зубьев колеса , а затем определяются геометрические, кинематические и силовые параметры передачи.
Допускаемое контактное напряжение для зубьев червячных колес из оловянных и аналогичных им бронз определяют из условия сопротивления материала зубьев поверхностной усталости:
, (15.24)
где 
— предел прочности бронзы при растяжении (табл.15.4); 
— коэффициент твердости витков червяка при 
— 
, при 
— 
; KHL — коэффициент долговечности.
Коэффициент долговечности KHL определяют в зависимости от отношения 
— базового числа циклов нагружения, при котором определяется предел контактной выносливости и 
— эквивалентного числа нагружения зубьев передачи с учетом режима ее работы. Базовое число циклов напряжений в зубьях принимают для этих материалов 
. При эквивалентном числе циклов нагружения зубьев колес меньше базового 
, то принимают 
и коэффициент долговечности KHL =1. В случае когда эквивалентное число циклов нагружения зубьев больше базового то
. (15.25)
Если при расчете 
, то принимают 
и коэффициент долговечности в этом 
.
Таблица 15.4 Механические характеристики материалов червячных колес
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎥 Видео
Червячные редукторы. Применения червячных редукторов и как правильно их подобратьСкачать
7.1 Червячные передачиСкачать
7.1 Червячные передачиСкачать
Лекция «Червячные передачи»Скачать
Изготовление червячного вала редуктораСкачать
Как определить скорость вращения вала электродвигателя и его мощность.Скачать
Как нарезать червякСкачать
Лекция 5. Червячные передачиСкачать
Расчет червячной передачи.Расчет червячного колеса.Чертеж червячного колесаСкачать
Study of planetary nut-screw drive 1aСкачать
Worm drive and linkage mechanism 1Скачать
Изготовление червячной пары по образцуСкачать
Reverse mechanism for rackСкачать
Mikron 79 Hobbing Machine Making Instrument GearСкачать
Уроки Компас 3D.Червячный валСкачать
