РАСЧЕТ ЗАКРЫТЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ЧЕРВЯКОМ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕ

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ, ПРИМЕНЕНИЕ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса (рис. 3.1) и относится к зубчато-винтовой передаче, движение в которой преобразуется по принципу винтовой пары с присущим ей повышенным скольжением.

Рис. 3.1. Червячная передача:

Червяк; 2 – червячное колесо

 

При вращении червяка его витки плавно входят в зацепление с зубьями червячного колеса и приводят его во вращение. Применяют червячную передачу при необходимости передачи вращательного движения между осями, перекрещивающимися под углом .

Ведущим в данной передаче является червяк, представляющий собой винт с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной, а также правой или левой. Наиболее распространены червяки с правой резьбой, имеющие число заходов z₁ = 1; 2 и 4. Вал с нарезанным червяком называют вал-червяк.

Червячное колесо является косозубым зубчатым колесом с зубьями вогнутой дуговой формы, способствующей некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению длины контактной линии. Такая форма зубьев способствует увеличению их прочности на изгиб. Направление и угол подъема зубьев червячного колеса такие же, как и у витков резьбы червяка.

Различают два основных вида червячной передачи: цилиндрическая или просто червячная передача (с цилиндрическим червяком) (рис. 3.2, ) и глобоидная (с глобоидным червяком) (рис. 3.2, ). Качественные показатели глобоидной передачи выше, но она сложна в изготовлении, сборке и чувствительна к осевому смещению червяка. Поэтому на практике наибольшее применение находят червячные передачи с цилиндрическими червяками, как более простые в изготовлении и обеспечивающие достаточно высокую нагрузочную способность.

Передаточное отношение червячной передачи

где  и    – угловые скорости червяка и колеса;   n ₁ и n ₂ – частоты вращения червяка и колеса; z ₁ и z ₂ – число заходов (витков) червяка и число зубьев колеса.

 

Рис. 3.2. Цилиндрическая и глобоидная

Червячные передачи

 

Анализ формулы для определения передаточного отношения   показывает, что оно может быть довольно большим. Так, например, при однозаходном червяке (z ₁ = 1)и червячном колесе с z ₂ = 100 передаточное отношение передачи = 100. При одном и том же передаточном отношении червячная передача гораздо компактнее обыкновенной зубчатой передачи.

Возможность осуществления большого передаточного отношения при одной ступени передачи, компактность, плавность и бесшумность, повышенная кинематическая точность – основные достоинства червячных передач. Благодаря этим достоинствам червячные передачи широко применяют в станках, автомобилях, подъемно-транспортных и других машинах.

Одноступенчатые червячные редукторы общего назначения выполняют с передаточным отношением  = 8…80, двухступенчатые -  = 100…6300. Одноступенчатые червячные передачи специального исполнения проектируют так же с  > 80.

При работе червячной передачи витки червяка скользят по зубьям червячного колеса, что вызывает существенные потери в зацеплении. По этой причине КПД червячной передачи значительно меньше КПД зубчатой передачи, что является основным недостатком червячной передачи. К недостаткам относятся также изнашивание зубьев червячного колеса и склонность к заеданию витков червяка и зубьев колеса, что требует применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов (бронзы или латуни). Существенным недостатком червячной передачи является большое тепловыделение в зоне зацепления, что может привести к нагреву масла до температуры, превышающей предельную, при которой оно теряет свои защитные способности (происходит разрушение масляной пленки в зоне контакта и появляется возможность заедания). Поэтому для червячной передачи, в отличие от зубчатой, обязательным является выполнение теплового расчета и, при необходимости, принятие специальных мер, обеспечивающих отвод избыточной теплоты (оребрение корпуса; искусственный обдув вентилятором, устанавливаемым на валу червяка; охлаждение масла водой, проходящей через змеевик, установленный внутри масляной ванны и др.).

Вследствие отмеченных недостатков червячные передачи применяют значительно реже зубчатых и только для передачи небольших и средних мощностей (обычно не более 30 кВт при длительной работе). При работе в повторно-кратковременном режиме они могут оказаться эффективными и при больших мощностях.

 

3.1.2. ТИПЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЧЕРВЯКОВ И ОБРАБОТКА ИХ ВИТКОВ [9]

 

Цилиндрические червяки выполняют с линейчатыми (прямолинейными) и нелинейчатыми (криволинейными) боковыми (рабочими) поверхностями витков. Наибольшее распространение получили три вида линейчатых червяков: архимедов (ZA), конволютный (ZN 1 и ZN 2) и эвольвентный (ZJ). Винтовая поверхность этих червяков образуется винтовым движением отрезка прямой линии. У нелинейчатого червяка рабочая поверхность витка образуется винтовым движением кривой линии (например, нелинейчатый червяк ZT, образованный тором).

В зависимости от вида червяка профиль витка рассматривают в определенных сечениях (рис. 3.3): А-А – осевое сечение; В-В и С-С – сечения, касательные к основному цилиндру с диаметром ; N1-N1 – сечение, нормальное витку; N2-N2 – сечение, нормальное впадине; Т-Т – торцовое сечение (перпендику-лярное оси червяка).

 

Рис. 3.3. Сечения цилиндрических червяков:

А-А – осевое сечение; В-В и С-С – сечения, касательные к основному цилиндру с диаметром ;

N 1- N 1 –сечение, нормальное витку;

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: